物位检测及仪表ppt课件

1、 物位： 液位：容器中液体外表的高低； 料位：容器中固体的堆积高度； 界面：两种互不相溶的液体介质的分界面。 丈量液位的仪表叫液位计 (输出规范信号-变送器) 丈量料位的仪表叫料位计 丈量分界面的仪表叫界面计 3. 物位检测及仪表一.概述物位开关：在物位检测中，有时不需求对物位进展延物位开关：在物位检测中，有时不需求对物位进展延续丈量，只需求丈量物位能否到达上线、下限或某续丈量，只需求丈量物位能否到达上线、下限或某个特定的位置，这种定点丈量用的仪表被称为物位个特定的位置，这种定点丈量用的仪表被称为物位开关。普通用来监视、报警、输出控制信号开关。普通用来监视、报警、输出控制信号物位丈量有两个目的

2、: 一是经过物位丈量来确定容器中的原料，产品或半废品的数量； 另一个是经过物位丈量，了解物位能否在规定的范围内, 对物料进展监控, 保证平安消费, 保证产品的质量、产量。锅炉汽包水位控制例: 汽包液位过高会呵斥蒸汽带水影响过热器运转,影响汽水分别效果;水位过低会呵斥锅炉水循环的破坏,影响省煤器运转,容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。物位仪表的分类 直读式物位仪表 浮力式物位仪表 差压式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 雷达式液位计 声波式物位仪表 光电式物位仪表1、直读式物位仪表 用带有刻度的透明物质如玻璃、有机玻璃作为容器壁的一部分或连通管，可以直接显示容器内液位的高低。2、浮力式

3、物位仪表 利用浮子高度随液面或液体界面变化而变化的原理任务。 当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，经过丈量浮力变化确定出液位的变化量。浮筒式液位计gAHmgcx0gxHHAmgxxc)()(0 xgAcH)1 (3、差压式物位仪表 利用物料对某定点的静压力与物料深度或堆积高度成正比的关系进展丈量。液体密闭容器液体敞开容器固体称重仓4、电磁式物位仪表电容式液位计电容式料位计主要用于丈量不导电流体dAC0将物位的变化转换为电量的变化 分电阻式、电感式和电容式、电极式物位仪表利用物料的导电性能丈量液位。电感式液位控制器 传感器由不导磁管子、导磁性浮子及线圈组成。管子与被测容器相连

4、通。可实现上、下液位的报警与控制。 1、3-上下限线圈； 2-浮子5、核辐射式物位仪表 放射线经过介质时，其强度衰减与物质的吸收系数和介质层厚度有关： 目前，工业上运用的放射线物位计有延续式和定点式两种。 射线不受温度、压力、湿度、电磁场的影响，而且可以穿透各种介质，包括固体，因此能实现完全非接触丈量。HeII0-介质对放射线的吸收系数H -介质层的厚度I -穿过介质后的射线强度I0-射线入射强度6、雷达式液位计 雷达波由天线发射cHt02LH0H天线tcLHLH20C-电磁波传播速度，300000km/s7、超声波物位仪表 利用超声波，遇到相界面时，发生部分反射，部分折射入相邻介质的原理，经

5、过检测超声波从发射到反射的全过程的时间间隔可以计算出物料界面到探头的间隔，从而得到物位的高低。 本卷须知： 确保反射波能回到探头； 防止物料对声波的吸收如外表泡沫漂浮。 超声波传播间隔为L，波的传播速度为C，传播时间为 ，那么： L是与液位有关的量tCL21ttCL21 激光式液位检测仪由激光发射器、接纳器及丈量控制电路组成。任务方式有反射式和遮断式，在液位丈量中两种方式都可运用，但普通只用作定点检测控制，不易进展延续丈量。反射式激光液位检测原理图 1-激光发射器； 2-上液位接纳器； 3-下液位接纳器 7.光学式物位仪表光学式物位仪表二.差压式液位变送器 1.任务原理HgHPPPpPgHPP

6、2121 下面图为用于丈量开口容器液位高度的三种压力式液位计。(a) 压力表式液位计 (b)法兰式液位变送器 (c)吹气式液位计 pA h p1 p2 h0 + - 液位零面 pB 图图3.42 液位丈液位丈量的正迁移量的正迁移如图，当差压变送器的取压口低于容器如图，当差压变送器的取压口低于容器底部时，差压变送器上测得的差压为底部时，差压变送器上测得的差压为120pppghgh 为了使液位的满量程和起始值仍能与差压变送器的输出上限和下限相对应，就必需抑制固定差压gh0的影响，采用零点迁移实现。2.2.取压口低于容器底部取压口低于容器底部-零点迁移零点迁移2100ABApppphgph ghg由

7、于：由于：所以：所以：当当h=0h=0时，时，P= h0gP= h0g，为了迁移掉为了迁移掉h0gh0g，即在，即在h=0h=0时依然使时依然使P= 0P= 0，可以，可以调整仪表的迁移弹簧张力。由于调整仪表的迁移弹簧张力。由于h0gh0g作用在正压作用在正压室上，称之为正迁移量。迁移弹簧张力抵消了室上，称之为正迁移量。迁移弹簧张力抵消了h0gh0g在正压室内产生的力，到达正迁移的目的。在正压室内产生的力，到达正迁移的目的。 由于由于gh0gh00 0，所以称为正迁移，所以称为正迁移 量程迁移后，丈量范围为量程迁移后，丈量范围为0 0hmaxghmaxg，P1、P2引入变送器正压室和负压室的压

8、力(Pa)； H液位高度(m)； h1、h2正、负压室隔离罐液位距变送器高度(m)。 PghgHP2111ghhgHghghgHPPP21212212121)(PghP222差压式液位计丈量原理。 ghh212)(3 3、介质有腐蚀性时、介质有腐蚀性时它作用在负压室上，它作用在负压室上，称之为负迁移量。称之为负迁移量。3.用法兰式差压变送器丈量液位 遇到含有杂质、结晶、凝固或易自聚的被测介质，用普通的差压变送器能够引起衔接纳线的堵塞，此时，需求采用加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如图.图3-44 法兰式差压变送器丈量液位表示图1法兰式丈量头；2毛细管；3变送器例题分析法兰式差压变送器测液位图 1

9、.1.用一台双法兰式差压变送器丈量某容器的液位用一台双法兰式差压变送器丈量某容器的液位, ,如下图。被测介质密度如下图。被测介质密度=900kg/m3 ,=900kg/m3 ,毛细管内任务介质密度毛细管内任务介质密度0=950kg/m30=950kg/m3。变送器的安装尺寸为。变送器的安装尺寸为 h1=1m, h2=4mh1=1m, h2=4m。求变送器的丈量范围。求变送器的丈量范围, ,并判别零点迁移方向并判别零点迁移方向, ,计算迁移量计算迁移量, ,当当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时, ,问对丈量有何影响问对丈量有何影响? ? PagHp35

10、31681. 99004max解：当不思索迁移量时解：当不思索迁移量时, ,变送器的变送器的丈量范围应根据液位的最大变化丈量范围应根据液位的最大变化范围来计算。范围来计算。 2121/11skgmmNPaghgHpp0101 根据图示,当液位高度为H时,差压变送器正压室所受的压力p1为 ghhpp01202负压室所受的压力p2为因此，差压变送器所受的压差为ghgHppp0221 由上式可知,该差压变送器应进展负迁移,其迁移量为 h20g。 当差压变送器安装的高度改动时,只需两个取压法兰间的尺寸h2不变,其迁移量是不变的。三. 电容式液位计 电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理

11、进展丈量。 式中： D、d外电极内径和内电极外径(m)； 极板间介质介电常数(F/m)； L极板相互重叠的长度(m)。 液位变化引起等效介电常数变化，从而使电容器的电容量变化，这就是电容式液位计的检测原理。 图中：1-内电极；2-外电极 。dDLCln2 右图为用于丈量非导电介质的同轴双层电极电容式液位计。内电极和与之绝缘的同轴金属套组成电容的两极，外电极上开有很多流通孔使液体流入极板间。 图中： 1、2-内、外电极； 3-绝缘套； 4-流通孔。 由此可见，电容量的变化量与充料高度成正比。丈量电容量变化即可知料位的变化。dDLCln200HKHdDCln20dDHLdDHCln2ln20 右图

12、为用来丈量导电介质的单电极电容液位计，它只用一根电极作为电容器的内电极，普通用紫铜或不锈钢，外套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷作为绝缘层，而导电液体和容器壁构成电容器的外电极。 1-内电极；2-绝缘套3.料位的检测HdDCxln20dD 依此原理还可进展其它方式的物位丈量。电容式液位计的构造方式很多，有平极板式、同心圆柱式等等。 适用范围非常广泛，对导电介质和非导电介质都能丈量，还能丈量有倾斜晃动及高速运动的容器的液位。不仅可作液位控制器。还能用于延续丈量。电容式液位计的这些特点决议了它在液位丈量中的重要位置。 不适于随温度变化,介质在电极上有堆积或附着,介质中有气泡产生的情形。四.称重式液罐计量仪

13、21121)(MgLLApp控制器L1L2p1p2gHpp12由于HKHMLAL112代入3-643-65HAM0假设液罐是均匀截面3-66AMH03-6702MAKL 3-6802MKLi假设液罐的横截面积A为常数例题分析1.1.某贮罐内的压力变化范围为某贮罐内的压力变化范围为1215MPa1215MPa，要求远传显示，要求远传显示，试选择一台试选择一台DDZ-DDZ-型压力变送器型压力变送器 ( (包括准确度等级和量包括准确度等级和量程程) )。假设压力由。假设压力由12MPa12MPa变化到变化到15MPa15MPa，问这时压力变送，问这时压力变送器的输出变化了多少器的输出变化了多少?

14、?假设附加迁移机构假设附加迁移机构, ,问能否可以提问能否可以提高仪表的准确度和灵敏度高仪表的准确度和灵敏度? ?试举例阐明之。试举例阐明之。 解：假设知某厂消费的解：假设知某厂消费的 DDZ- DDZ-型压力变送器的规格有：型压力变送器的规格有： 0 01010，1616，2525，6060，100 100 MPaMPa 精度等级均为精度等级均为0.50.5级。级。 输出信号范围为输出信号范围为0 010mA10mA。 例题分析MPa5 .222315 由知条件，最高压力为15MPa，假设贮罐内的压力是比较平稳的，取压力变送器的丈量上限为 MPa125. 0%5 . 025 假设选择丈量范围为025MPa、准确度等级为0.5级,这时允许的最大绝对误差为 mA8 . 4102512 由于变送器的丈量范围为025MPa，输出信号范围为010mA,故压力为12MPa时,输出电流信号为 例题分析mA6102515压力为15MPa时，输出电流信号为 这就是说,当贮罐内的压力由12MPa变化到15MPa时,变送器的输出电流只变化了1.2mA。 mA125. 310723712 由本例题可知，假设确定正迁移量为7MPa，那么变送器的量程规格可选为16MPa。那么此时变送器的实践丈量范围为723MPa，