化工仪表第四章物位

1、,物位检测方法与仪表,物位检测方法,应用浮力原理检测物位 应用静压原理检测物位 应用超声波反射检测物位 电磁检测 核辐射检测 光学检测,物位检测仪表,超声波物位计,本章主要内容,物位-指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒 物的料位和两种不同液体介质分界面的总称,液位容器中的液体介质的高低 料位容器中固体或颗粒状物质的堆积高度,物位检测的作用 确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算； 为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内； 对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。,物位的基本概念,物 位 检 测 方 法,应用浮力原理检测物位 应用静压原理检测物位

2、 应用超声波反射检测物位 电磁检测 核辐射检测 光学检测,应用浮力原理检测物位,利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对液位进行测量的。当液位变化时，前者产生相应的位移，而所受到的浮力维持不变，后者则发生浮力的变化。因此，只要检测出浮标的位移或浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。,恒浮力法液位测量示意图,测量原理,应用静压原理检测物位,压力表测量液位原理,通过液柱静压的方法对液位进行测量的。 敞口容器：多用直接测量容器底部压力的方法。如图所示，测压仪表通过导压管与容器底部相连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位的高度 。,其关系为 式中 P测压仪表指示值 H液位的高度液体的密度

3、g重力加速度,式中 PA、PB分别是液面上部介质压力和液面以下H深度的液体压力。,密闭容器：测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介 质压力有关，其关系为,差压变送器测量液位时的零点迁移问题（重点）,安装位置条件不同存在着仪表零点迁移问题,特征：差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位（Hmin=0）处于同一水平位置。作用于变送器正、负压室的差压P与液位高度H的关系为P=Hg。 当H =0时，正负压室的差压P=0，变送 器输出信号为4mA 当H= Hmax时，差压Pmax=gHmax， 变送器的输出信号为20 mA，,无迁移,负迁移,差压变送器的正、负压室的压力分别为,正、负压

4、室的压差为,当被测液位H=0时，P=-（h2-h1）2g0，使变送器在H=0时输出电流小于4 mA；H=Hmax时，输出电流小于20 mA,P=Hg,正迁移,变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0）不在同一水平位置,正、负压室的压力分别为,正、负压室的压差为,当被测液位H=0时，P=h1g 0，从而使变送器在H=0时输出电流 大于4 mA；H=Hmax时，输出电流大于20 mA。,应用静压原理检测物位,（a）无迁移 （b）负迁移 （c）正迁移,某压力变送器的测量范围：05000Pa，,固定差压 =2000Pa,第三节 其他物位计,一、电容式物位计 二、核辐射物位计 三、雷达式液位计 四、称重

5、式液罐计量仪,一、电容式物位计,测量原理,当D和d一定时，电容量C的大小与极板的长度L和介质的介电系数e的乘积 成比例。这样，将电容传感器(探头)插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随物位高低 变化，必然引起其电容量的变化，从而可检测出物位。,液位的检测,零点的电容为,当液位上升为H时，电容量变为,电容量的变化为,料位的检测,电容法可以测量固体块状、颗粒体及粉料的料位,电容量变化与料位升降的关系为,核辐射物位计,入射强度为Io的放射源，随介质厚度而呈指数规律衰减,适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量，还可以测量高温融熔金属的液位,雷达式液位计,

6、H=LH0,H=L-ct/2,只要测得时间t，就可以计算出液位的高度H。,雷达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式,脉冲发生器生成一系列脉冲信号，由发送器送至天线发出，到达液面并由液面反射后由接收器接收。计时器收到由脉冲发生器和由信号接收器来的脉冲信号后，要直接计算它们的时间差往往达不到所要求的精确程度。微波脉冲法通常采用合成脉冲波的方法，即先对发射波和反射波进行合成，得到合成脉冲雷达波，然后通过测量发射波和反射波的频率差，来间接计算脉冲波的往返时间t，这样就可以计算出被测的液位高度H。,称重式液罐计量仪,称重仪是根据天平原理设计的,杠杆平衡时，有 (p2p1)A1L1=MgL2,(p2p1)=Hg,式中,L2=KiM0,用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位，如图4-15所示。已知被测液位的变化范围为03m，被测介质密度=900kg/m3，毛细管内工作介质密度0