现场仪表-物位

1、现场常用仪表现场常用仪表（物位）（物位）物位检测仪表 在工业生产过程中测量液位、固体颗粒和粉粒位，以及液-液、液-固相界面位置的仪表。一般测量液体液面位置的称为液位计，测量固体、粉料位置的称为料位计，测量液-液、液固相界面位置的称为相界面计。 例如油罐的油液位、煤仓的煤块堆积高度、化工生产的反应塔溶液液位等，都需要采用物位测量仪表测量。液位液位 料位料位 界位界位 开口容器或密封容器中两相介质的分界面的开口容器或密封容器中两相介质的分界面的高低。高低。物位检测仪表的分类物位检测仪表的分类射线式检测仪表射线式检测仪表物位检测物位检测直读式检测仪表直读式检测仪表浮力式检测仪表浮力式检测仪表电气式检

2、测仪表电气式检测仪表声学式检测仪表声学式检测仪表静压式检测仪表静压式检测仪表玻璃式液位计玻璃式液位计一、直读式物位仪表一、直读式物位仪表：从测量机构上可直接读出液位，玻璃管（或玻璃板）液位计就是利用连通器原理，用旁通玻璃管（或玻璃板）读数。根据测量要求，有透光式和反射式等型式。电阻式液位计 基于液位变化引起电极间电阻变化，由电阻变化基于液位变化引起电极间电阻变化，由电阻变化反映液位情况。反映液位情况。二、电气式检测仪表二、电气式检测仪表电感式液位计 基于电磁感应原理，即液位变化引起线圈电感变基于电磁感应原理，即液位变化引起线圈电感变化，感应电化，感应电 流也发生变化。流也发生变化。电容式液位计

3、 利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进行测量。理进行测量。三、静压式液位计的分类三、静压式液位计的分类差压式液位计差压式液位计静压式液位计静压式液位计压力式液位计压力式液位计 液体液柱的高度与液柱的静压成比例关系。因液体液柱的高度与液柱的静压成比例关系。因此，测出液体的静压便可知道液位的高度。此，测出液体的静压便可知道液位的高度。液位测量的原理液位测量的原理 gHPPPAB=-=P PA A为密闭容器中为密闭容器中A A点的静压点的静压( (气相压力气相压力) )， P PB B为为B B点的点的静压，静压，H H 为液柱高度，为液柱高度， 为液

4、体密度。为液体密度。A A、B B两点两点的压差为：的压差为：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：面受到的压力公式为： = .g.H + Po = .g.H + Po同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压腔，再将液面上的大气压 Po Po 与传感器的负压腔相连，以与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的抵消传感器背面的 Po Po ，使传感器测得压力为：，使传感器测得压力为： .g.H .g.H ，显然显然 , , 通过测取压力

5、通过测取压力 P P ，可以得到液位深度。，可以得到液位深度。压力式液位计 P ：变送器迎液面所受压力：被测液体密度g ：当地重力加速度Po ：液面上大气压H ：变送器投入液体的深度注意：注意： 1. 1.只有压力计的测量基准点与最低液位一致只有压力计的测量基准点与最低液位一致时，式时，式 =P/=P/才成立。如果压力计的测量基准才成立。如果压力计的测量基准点与最低液位不在同一水平面时，须进行修正。点与最低液位不在同一水平面时，须进行修正。 2. 2.安装时，取压导管应有一定的倾斜度，以安装时，取压导管应有一定的倾斜度，以防止导压管存有气体而影响测量的精度。防止导压管存有气体而影响测量的精度。

6、 由于容器是密封的，里面存有一定的气体。由于容器是密封的，里面存有一定的气体。压力计的示值就不再单纯地跟随液面的变化而压力计的示值就不再单纯地跟随液面的变化而变化，而要受到容器内气体压力的影响。变化，而要受到容器内气体压力的影响。密封容器的液位检测 PBP+ -gHPPPAB=-=式中式中液体的密度；液体的密度； H H液体高度。液体高度。 浮力式液位计浮力式液位计恒浮力式恒浮力式变浮力式变浮力式浮球式液位计浮球式液位计浮筒式液位计浮筒式液位计浮标式液位计浮标式液位计四、浮力法测量液位四、浮力法测量液位 利用漂浮于液面上的浮子利用漂浮于液面上的浮子( (浮标浮标) )将跟随液位将跟随液位的变化

7、而产生位移或未完全浸沉于液体中的浮筒的变化而产生位移或未完全浸沉于液体中的浮筒( (沉筒沉筒) )所受的浮力将随液位的变化来进行液位测所受的浮力将随液位的变化来进行液位测量。量。 GFW=-式中式中 浮力浮力 浮标所受重力浮标所受重力 平衡重物的重力平衡重物的重力WFG恒浮力法液位检测恒浮力法液位检测 利用浮标所受重力和浮力之差与平衡重物的重利用浮标所受重力和浮力之差与平衡重物的重力相平衡，使浮标漂浮于液面上。则平衡关系的表达式力相平衡，使浮标漂浮于液面上。则平衡关系的表达式为：为：内浮式内浮式 外浮式外浮式1-浮球；浮球；2-连杆；连杆；3-转轴；转轴；4-平衡锤；平衡锤；5-杠杆杠杆 适用

8、于温度较高，而压力不太高的密闭容器适用于温度较高，而压力不太高的密闭容器内的液体检测。内的液体检测。不适用于粘稠或易结晶，不适用于粘稠或易结晶，易凝固的液体的检测易凝固的液体的检测超超声声波波物物位位计计五、声学式检测仪表声学式检测仪表u声速特性声速特性 超声波可在固、液和气体中以不同速度进行传播，其速度超声波可在固、液和气体中以不同速度进行传播，其速度受介质温度、压力等因素的影响，但在相同环境下，其在受介质温度、压力等因素的影响，但在相同环境下，其在同一介质中的传播速度为常数。同一介质中的传播速度为常数。u反射特性反射特性 超声波从一种介质进入另一种介质时，其中一部分发生折超声波从一种介质进

9、入另一种介质时，其中一部分发生折射，另一部分被反射回来。当两种介质密度相差悬殊，声射，另一部分被反射回来。当两种介质密度相差悬殊，声波几乎全部被反射。波几乎全部被反射。u衰减特性衰减特性 超声波在传播过程中，由于受介质和介质中杂质的阻碍或超声波在传播过程中，由于受介质和介质中杂质的阻碍或吸收，其强度会产生衰减。吸收，其强度会产生衰减。超声波的性质超声波的性质 超声波探头位于容器的顶部，发射脉冲波达到超声波探头位于容器的顶部，发射脉冲波达到被测介质表面，同时接收由被测物表面反射回来的被测介质表面，同时接收由被测物表面反射回来的回波，由发射波和回波的时间差来计算出探头距被回波，由发射波和回波的时间

10、差来计算出探头距被测介质表面的距离。测介质表面的距离。vtHh21-检测原理检测原理u属于非接触测量，适用于强腐蚀性、高粘度、属于非接触测量，适用于强腐蚀性、高粘度、有毒介质的物位检测。有毒介质的物位检测。u可测范围广，只要界面的声阻抗不同，液体、可测范围广，只要界面的声阻抗不同，液体、粉末、块体的物位都可测量。粉末、块体的物位都可测量。u无可动部分，使用寿命长。无可动部分，使用寿命长。u探头本身不能承受高温，声速受介质温度和压探头本身不能承受高温，声速受介质温度和压力的影响。力的影响。u电路复杂，造价较高。电路复杂，造价较高。特点特点安装安装六、射线式检测仪表六、射线式检测仪表 雷达液位计采

11、用高频振荡器作为微波发生器，发雷达液位计采用高频振荡器作为微波发生器，发生器产生的微波用波导管引到辐射天线，并以一生器产生的微波用波导管引到辐射天线，并以一定的角度向液面射出。当微波遇到障碍物，如液定的角度向液面射出。当微波遇到障碍物，如液面时，部分被吸收，部分被反射回来，由天线接面时，部分被吸收，部分被反射回来，由天线接收。雷达信号从发射到接收的间隔时间与被测物收。雷达信号从发射到接收的间隔时间与被测物位有关，即：位有关，即： 2-=vtHh式中式中 料位；料位； 槽高；槽高； 微波速度；微波速度； 雷达波发射到接收的间隔时间。雷达波发射到接收的间隔时间。hHvt检测原理检测原理雷达信号频率越高，发雷达信号频率越高，发射角越小，单位面积上射角越小，单位面积上能量越大，波的衰减越能量越大，波的衰减越小，测量效果越好。小，测量效果