传感器和检测技术(5).ppt

1、第7章 物位检测,7.1 物位的定义及物位检测仪表的分类,（1）物位的定义 物位统指设备和容器中液体和固体物料的表面位置，是液位、料位、界位的总称。 液位：指设备和容器中液体介质表面的高低。 料位：指设备和容器中所存储的块状、颗粒或粉末状固体物料的堆积高度。 界位：指界面的位置，液-液界面、液-固界面。,（2）物位检测仪表的分类,物位检测仪表按测量方式可以分为连续测量和定点测量两大类。 连续测量方式能持续测量物位的变化。 定点测量方式只能检测物位是否达到上限、下限或某个特定的位置，定点测量仪表一般称为物位开关。,7.2 常用物位检测仪表,（1）静压式液位检测仪表 将液位的检测转化为静压力的检测

2、：,（1）静压式液位检测仪表,压力、差压式液位计 对于敞口容器 PA为大气压力，在容器底部或侧面液位零点处引出压力信号，仪表指示的表压力即反映相应的液柱静压。,压力、差压式液位计,对于密闭容器 可用差压计测量液位，差压计的正压侧与容器底部相连，负压侧与容器上部的气空间相连。,压力引号的引出方式,1）引压管方式 2）法兰式 1容器 2差压计 3液位零面 4法兰 5毛细管,零点迁移,由于仪表安装位置的关系，仪表量程会出现一个附加值，需对读数进行修正：,1）正迁移 差压变送器的测量室的安装 位置低于容器最低液位h高度时,2）负迁移,负压侧连通管中充满了介质，作用在变送器正、 负压室的压差为 ：,吹气

3、式液位计,将一根吹气管插入至 被测液体最低位，使吹气 管通入一定的气体，使吹 气管中的压力与管口处液 柱静压力相等。用压力计 测量吹气管上端压力，就 可测得液位。,水深测量仪,（2）浮力式物位检测仪表,7.2.2.1 浮子式液位计 检测元件:浮子,浮子重锤液位计,浮力,恒浮力式液位计,舌簧管式液位计,7.2.2.2 浮筒式液位计,工作原理,当液位变化时,7.2.3.1 电容式物位计,敏感元件:两个同轴圆筒电极组 成的电容器。,1）测量不导电介质,2）测量导电介质,变极板长度方式,聚四氟乙烯外套,电容式油量表,超声波物位检测,检测原理 超声波在介质中传播时会被吸收而衰减。超声波在穿过两种不同介质

4、的分界面时会产生反射和折射。,采用单探头时， 探头与液面的距离为：,采用双探头时：,7.2.3.3 核辐射物位计,原理：利用核辐射线在穿透物质时将被衰减的现象来确定物位。 射线射入厚度为H的介质，透过介质的射线强度I,辐射源:钴60或铯 。,接收装置：盖革计数管,测量方式,自动跟踪,一源一接收,多源多接收,7.2.3.4 物位开关,进行定点测量的物位开关是用于检测物位是否达到预定高度，并发出相应的开关量信号。,对象:液位、料位、固-液分界面、液-液分 界面，以及判断物料的有无。,一、光的反射、折射,光纤液位探测器,当光由光密物质出 射至光疏物质时，发 生折射。,（a）折射角大于入射角： （b）

5、临界状态： （c）全反射 ：,光在光纤中的全反射,光纤液位探测器的几种结构形式：,a. Y形光纤结构 由Y形光纤和全反射椎体以 及光源和光电二极管等组成。,b. U形结构， 在探头端部除去光纤的包层， 当探头浸入液体时，液体起到 包层的作用，于包层折射率的 变化使接收光强改变，其强度 变化与液体的折射率和测头弯 曲形状有关。,C. 右图所示探头端部是两根多模 光纤用棱镜耦合在一起，这种结构 的光调制深度最强，而且对光源和 光探测器件要求不高。,7.3 影响物位测量的因素,（1）液位测量的特点 稳定的液面是一个规则的表面，但是当物料有流进流出时，会有波浪使液面波动。在生产过程中还可能出现沸腾或起泡沫的现象使液面变得模糊。 大型容器中常会有各处液体的温度、密度和黏度等物理量不均匀的现象。 容器中的液体呈高温、高压或高黏度，或含有大量杂质、悬浮物等。,（2）料位测量的特点 料面不规则，