热工参数测量之液位测量

1、第五章液位测量，第一节物位测量的基本知识第二节云母水位计第三节二色水位计第四节差压式水位计第五节电气接点水位计第六节液位测量系统的故障分析，第一节物位测量的基本知识、物位、液位：设备或容器的液体介质液面的高低，边界位：相互液体介质界面的高低材料位：块状、粒状或粉末状物质的堆积高度， 根据液位计、边界液位计、液位计、液位计、一、物质位和液位计、二、物质位测定的意义、三、物质位测定的主要方法、一.压力法、流体静力学的原理，静止介质内某点的静压力与介质上的自由空间压力之差与该点上的介质高度成比例，利用差压将液位2 .浮力法利用漂浮在液面上的浮子根据液面变化的位置和浸渍在液体中的物质的浮力根据液位变化

2、，来测量液位。 前者称为定浮力法，后者称为变浮力法，两者用于液位的测定。 3 .当将电气法、传感器元件形成一定形状的电极放置在被测定介质上时，电极间的电气参数，例如电阻、电容器等根据电位的变化而变化。 该方法可用于液位测量，也可用于座椅液位测量。 4 .声学法，利用超声波在介质中的传播速度不同的相界面上的反射特性来测量物质位置。 液位和液位的测定可以用这种方法进行。 5 .放射线法、放射性同位素放出的放射线通过被测定媒体被吸收变弱，吸收的程度与物质有关。 1、压力法、(1)检测原理、压力式物位测定方法基于液位高度变化时，液体在容器底面产生的静压力和差压也发生变化的原理。 另外，在被测定介质的密

3、度已知的情况下，两点的压力差p或b点的表压力p与液面水平的高度h成比例，将液面水平的检测转换为压力差或压力的测定，通过选择适当的压力(差压)测定器，可以测定液面水平。 PA为大气压时，上式如下：(2)实现方法、直接压力测定器测量液位。 方法通过压力导管将压力计连接到容器底面的零液位上。 液体的密度必须一定。 可能会引起误差。 压力计实际指示的压力是从液面到压力计入口的静压，压力计和取压力点(零液面)不在同一水平位置的情况下，修正该位置的台阶引起的固定压力。 被测定对象是常压开口容器，容器底面的液体压力除了液面高度外，还与液面上部的介质压力有关。 因此，可以通过测量差压的方法获得液位。 差压检测

4、法的差压指示值与液面水平的高度有关。 受到液体密度和差压表安装位置因素的影响，这些因素的影响很大时，必须进行修正。 被测量对象是密闭容器，抵消了容器上部的介质压力和气压变化对测量的影响。 结论： (3)量程迁移，压力法要求零液位和测量仪处于相同水平的高度，否则会附加静压误差。 处理方法：对压力变送器进行零点调整，在仅施加静压时将输出设为“零”。范围迁移、无迁移负迁移正迁移、无迁移、h为零时，差压输出为零。 在保证正压室和零液位高的情况下，负迁移，原因：加入隔离罐或用法兰式测量差压。 正压室：负压室：差压：H=0时，差压变送器的输出不是零，而是-B。 H=0时，由于差压变送器的输出为4mA，消除

5、-B的影响而迁移的值为负值，因此称为负迁移。 液位的变化引起的差压值，移动量，例如液位的变化引起的差压值：差压变送器范围选择了40kPa。 负偏移量应该调整为37.240kPa，即，差压发生器的零点应该调整为-37.240kPa。 转变后的差压变送器的测量范围为-37.242.76kPa。 正移动、正压室：负压室：差压：H=0时，差压寄存器输出不为零，c。H=0时，因为差压变送器的输出为4mA，消除c的影响而转移的值为正值，因此被称为正转移。 正负迁移的本质是改变变送器的零点，同时改变测量范围的上下限，范围不变。液面水平变化引起的差压值、移动量、2 .浮力法、浮力法分为定浮力法和变浮力法两种形

6、式。 定浮力法的基本原理：通过测定漂浮在被测定液面上的浮子(也称为浮子)随着液面高度变化的位移，来测定液面水平，测定中的浮力维持一定。 浮力法的基本原理：利用浸在被测定液体中的浮子(也称为沉筒)受到的浮力和液面位置的关系来测定液位。 定浮力法、定浮力法有浮法、浮法、反转板法等各种方法。 浮球是不锈钢制的，安装在浮筒内，其上端连接着连杆，连杆的前端放置着磁性钢。 水位变化时，浮球使连杆前端的磁钢在调整箱组件中非磁导率的管中上下移动，当磁钢移动到上下的水银开关时，与安装在水银开关上的磁钢发生作用，使水银开关工作，实现开闭量的控制。 浮子式水位计、板式液位计、浮子式液位计、正常动作的条件1 .浮子没

7、有下沉到液体下面2 .浮子没有离开液面3 .吃水线位于浮子中央4 .即使液位最低时也能保证绳索没有松弛，误差的原因和标尺读取问题、浮力法、浮力法的典型传感器是浮子，利用浮子因液体浸渍高度而受到的浮力的差异来检测液位的变化。 浮子的重力和弹力平衡后，浮子的一部分浸入液体中，浮子从液位受到浮力上升。 根据力的平衡得到，但由于hx，如果H=h，弹簧的位移量与液面水平的高度变化成正比。 浮子的链接连接有铁心，随着浮子的位移，在差动变压器内上下移动，输出位移信号。 3、利用电气法、敏感元件将直接物质的变化转换成电气参数的变化。 由两个长度l、半径r的圆筒金属导体构成。 如果在两圆筒间填充介电常数1的气体

8、，则关于由该圆筒构成的电容器的容量，两圆筒形电极间的一部分浸渍在介电常数2的液体中，设浸渍电极长度为h时的容量，电容器容量、圆筒形电容器的几何学尺寸一定，电容器容量的增量与液位高度h成比例被检介质为导电性液体时，电极将导电性液体短路。 因此，只将1根电极作为电容器的内部电极，一般以紫铜、不锈钢、特氟隆塑料管和玻璃衬里作为绝缘层，导电性液体和容器壁构成电容器的外部电极。 电容电位计主要由电极(传感器元件)和电容测定电路构成。 由于容量的变化量小，所以正确检测容量是仓库测量的关键。 目前，仓库测量中常见的容量测量方法主要有交流桥法、充放电法和谐振电路法等。 结论：电容法的基本原理是将电位变化转换为

9、由插入电极构成的电容器的电容变化。 结构简单，安装要求低。 被检介质的粘度大的话，即使液位下降，被检介质也会附着在电极表面上，产生假液位的显示值，对测定精度有很大影响。 被测介质的温度、湿度等变化影响测量精度，要求高精度时应采用修正措施。 由于固体粉粒容易滞留在极间，因此该方法不适合测定固体物位。 电容液位计的特征是在极低温下测定液态气体时，被测定介质的介电常数接近空气的介电常数，所以一个电容灵敏度太低。 可采用同轴多层电极结构，将奇数层和偶数层的圆筒分别连接成2组电极，形成相当于多个电容的并联形状，来增加灵敏度。以特殊情况下的特殊安装形式，测量大径容器和介电常数小的介质时，为了提高测量灵敏度

10、，通常只用一个电极靠近容器壁安装，构成容器壁和电容器的两极。 在大型容器和非导电性容器中装入非导电性介质的情况下，可以平行地安装两个不同轴的圆筒电极来构成电容器。 电阻式、工作原理：液位的变化引起的电极间电阻的变化，通过测量电阻的变化来反映液位。 液位计的电阻棒材料、结构和尺寸一定时，电阻的大小与液位的高度成正比。 两根电极由两根材料，截面积相同，电阻率大的电阻棒构成，电阻棒的两端固定，与容器绝缘。 其电阻值，电阻式液位计可以进行定点水平控制，也可以连续测量。 定点控制是指液位上升或下降到一定位置时，引起电路的接通或断开，引起警报器的警报。 感应式、工作原理：利用电磁感应现象，液位变化引起线圈

11、的电感变化，感应电流也变化。 感应式液位计可以连续测量，也可以进行液位的定点控制。 超声波检查的原理，超声波发射换能器(探测器)放置在容器的底部，向液面发射短脉冲时，在液面上产生反射，回声由超声波接收换能器接收。 设超声波发射换能器和接收换能器到液面的距离为h，声波在液体中的传播速度为v，声波法、热电厂的生产过程、1 .汽包水位是保证锅炉设备安全经济运行的重要指标。 水位过高，影响汽水分离装置的汽水分离效果，增加锅炉出口的饱和蒸汽湿度，增加盐分含量，使蒸汽质量恶化，引起过热器和汽轮机流通部的结垢，引起过热器管壁的过升温爆管，降低汽轮机效率，增加推力水位过低，影响锅炉的水循环效果，锅炉水冷壁的一

12、部分过热而产生爆管。 2、促进蒸汽质量的研究和炉内工艺改善工作的进行。 五、锅炉汽包水位测量的意义和对水位的要求：自来水锅炉的最低水位必须比最高受热面高100mm以上烟管锅炉必须比燃烧室或烟管的顶部高75mm以上烟管锅炉必须在1/2烟管的高度以上混合式锅炉必须是热水器横倒4o满足要求。 水管锅炉的最低显示水位应比最低工作水位低50mm。 工作水位一般来说最好位于中段。 通常，每个锅炉设置两个水位计，左右分开设置。 如果两个液位计都损坏，锅炉必须马上灭火。 滚筒水位：以滚筒的底面为基准平面时，蒸汽和液体的界面和基准平面之间的高度。 用自然循环锅炉进行汽水分离和蒸汽净化，构成水循环回路，储存一定水

13、量的长筒形容器。 鼓、六、锅炉鼓水位测定的概念，二.实际水位：鼓内垂直方向上，介质湿度变化最快的位置与鼓底面之间的高度。 3、重力水位：将桶内的汽水和水分别换算成汽中无水滴、水中无气泡的单相状态，其中汽的“边界”面与桶底面之间的高度。 1 .理想水位：水位测定器的保温条件好，没有散热，滚筒内蒸汽侧的水滴分离，水侧气泡排出的情况下的水位，即滚筒内的蒸汽、水明显的界面与滚筒底面之间的高度。 火电厂沿滚筒轴向和横向的汽水混合物导入管分布不均匀，各处水位不均匀，且因假的水位现象难以确定滚筒内真正的汽水水分界面，因此利用各种水位测量仪测得的实际是滚筒的“重力水位”，一、玻璃管水位计、第二节云母漏结构简单

14、，价格便宜，使用方便。 水位显示不清楚，受压能力低(0.8MPa的锅炉)。 根据特征、二、云母水位计、连接器液柱静压平衡的原理，如果滚筒内和玻璃管内的水温度相同，两侧液柱的高度是相同的。水位计向周围空间散热，云母水位计在管内水柱的平均温度低于饱和水温度时，h大于h。 设定s-滚筒内的饱和蒸汽密度w滚筒内的饱和水的密度1云母水位计测量了管内水柱的平均密度。 (1)基本测量原理，(2)故障分析，水位计水位立即上升。 水位计水蒸气缓慢凝结，水位计在值班期间没有显着变化。 通水管路堵塞，或者通水管路和通蒸管路堵塞。 1 .锅炉水位正常，通蒸管路闭塞，2 .锅炉水位正常，通水管路闭塞，3 .水位不动于水

15、位计，是因为(3)水位计的使用，1 .为了保证玻璃管(板)一旦损坏时，上下阀内的小钢球自动密封2 .投入液位计使用时，打开连接在液位计上端的阀，打开连接在液相上的阀。 设备停止时，请先停止使用液位计。 3 .定期清洗玻璃管(板)内外壁的污垢，明确液面水平。 4 .根据被测介质的压力和温度合理选择液位计，低压产品不得用于高压设备。 5 .用液面水平的指示值计算大容器内的介质数时，必须考虑介质温度、压力等的影响和容器形状的不规则引起的误差。 (四)水位计的特征是： 1、结构简单、使用、维护方便、价格便宜、可自制、直观。 2 .工作可靠，液位信号不能通过工业电视传到远处或记录，只能在当地设置。 3

16、.测量结果与仪表周围的环境温度有关，必须在实际测量过程中进行仪表的保温工作。 4 .不适用于粘稠和浓色的水位测定。 5 .液面水平的显示不清楚，水位超过测定范围的情况下，判断满水和缺水不容易。 第三节双色水位计根据云母水位计辅助光学系统，利用光进入蒸汽和水中产生不同的折射现象，将云母水位计的钠二相变为无色的红和绿两色，区分水和蒸汽。 1、结构简单，显示清晰。 2 .工作准确，液位信号可以通过工业电视传递到远处记录，只能在当地设置。 3 .测量结果与仪表周围的环境温度有关，必须在实际测量过程中进行仪表的保温工作。 (1)水位计的特征、(2)基本动作过程、来自光源的光在通过红色玻璃、绿色玻璃过滤器

17、后，仅通过红光和绿色光。 通过聚光和分散作用形成的红、绿两光束分别照射到测量室的玻璃窗上。 绿色光和红色光的折射率不同：在蒸汽侧绿色光被屏幕遮挡，红色光透过，在观察者看到红色的蒸汽柱的水侧，红色光被屏幕遮挡，绿色光透过，观察者看到水柱为绿色。 将水位转换为差压进行测量。 “水位差压”转换装置由平衡容器、差压变送器和显示器构成。 另一方面，平衡容器：形成一定的静水压力，与被测水位引起的静水压力相比较，输出两者的差。 第四节差压式水位计、1 .简单平衡容器、设置了1-p侧水柱密度的s鼓内的饱和蒸汽的密度w鼓内的饱和水的密度H0 H-鼓水位。 研究，1涉及环境温度，容易受到环境温度的影响。 如果在额

18、定条件下运转时的显示值不正确，滚筒的压力就会变化，滚筒内的饱和水和饱和蒸汽的密度也会变化。 2 .双室平衡容器只在额定条件下运行时正确测量。 否则，滚筒的压力会发生变化，滚筒内的饱和水和饱和蒸汽的密度会发生变化。 3 .结构补偿式双室平衡容器，H不变的情况下，若滚筒压力变化，在正常水位，马上的差压会在滚筒压力的影响下减少，水位偏离正常水位的情况下，输出差压也受到滚筒压力的变化的影响。时、4 .有压力修正的汽包水位测量系统，根据汽包压力与两个密度差的关系近似：5 .双重差压平衡容器、信号差压：补偿差压：输出信号、二、水位计的特征，汽包压力和外部气温的影响大，水位信号容易传得很远，有利于集中控制操作。 一、基本构成：水位传感器(包括测量筒和