连续式物位测量技术微波雷达ppt课件

物位测量技术weikunji魏坤基Telobilemail:kunji.wei,PI5LII培训教程,物位测量技术,两种物位测量要求：点式物位测量连续式物位测量当出售连续式物位测量仪器时，经常需要用点式物位测量仪表作为备份或冗余。同样，在被询问点式物位测量仪表时，也能存在出售连续式物位测量的机会。,物位测量技术,分为两类:过程控制生产过程中的物位监测库存管理最终产品或原料的物位监测,物位测量技术,过程控制精度要求一般为5mm到15mm过程的速度要求慢到快存货管理(贸易结算级)精度一般为1mm国成速度非常慢这两种需求是完全不同的，因此对这两种测量的技术要求也不是不同的。,物位测量技术,所有的物位测量可以被细分为:直视法用眼睛可以看到测力法被测介质对一个目标施加力量压力法施加于测量探头的介质产生的压力辐射法采用电磁频谱原理的技术电特性法利用被测的介质的电特性,物位测量技术,连续式物位测量技术,玻璃管（直视法/连续）两端都与容器相通的透明管。优点价格低直接就可读数缺点只能就地读数不容易清洁只能用于测量纯净的液体可视玻璃可以用来制作容器，经常用于食品和饮料加工行业。,连续式物位测量技术,浮子和钢带式（直视法/连续）一个承重的指示器用一根钢缆或钢带连接到一个浮子上。刻度通常被标在容器外面的垂直细长管。优点：精确简单缺点滑轮易粘住（维护量大）浮子被介质托起。指示器的承重平衡了浮子的重量。钢缆通过一个滑轮连接浮子和指数器。这种技术非常普遍，且需要很大的维修量。使用一个大的刻度管时它可以很精确。经常能在高速公路上就能看到在容器上液位计读数。,连续式物位测量技术,人工投尺（直视式/连续）一个工作人员往下放一根已经测量过长度的绳子，直到浮子接触到介质的表面。优点简单缺点人工测量的重复性极差每隔一英尺或一米打一个结，绳子被提上来后计算结的个数。这种方法在缺乏技术的廉价劳动力的国家较常用，测量结果随着操作人员的不同而不同。风力，放置的角度和绳子的重量使得测量很困难而很难一致。,隔膜式（测力法/连续）一个装有流体（气体/液体）的密封膜盒被浸没在容器里。另一端连接到一个指示器上。优点：可自制无需在容器开孔缺点使用受到限制对温度和重力的变化很敏感由液位引起的差压作用在膜盒上，导致流体的移动，从而引起量表的改变。这是由一个密封的液压系统完成，或者通过气压系统测量返回的压力。,连续式物位测量技术,连续式物位测量技术,称重法由重量测物位（测力法/连续）一个容器，包括它的管道，和过程装备悬挂在称重传感器上。垂直测量施加在传感器上的力。传感器把力的信号转变为电信号。优点精度最高缺点并不适合所有的容器昂贵不容易替换需要初步设计支持力与重量成正比。重量由一个可变的负载（介质）和一个固定的负载（支撑容器和其他装置的重量）。称重元件能够采用应力、液压、或（磁性）流量等各种不同原理进行工作。这是一种确定容器中介质重量的最精确的方法。然而，物位测量的精度与介质密度相关。,连续式物位测量技术,浮力式浮筒式（测力法/连续）密封的长圆柱管被浸入液体中，它的重量根据被置换液体的重量的变化而变化。整个浮筒必须全部浸没。优点可以监测气-液和液液界面缺点对密度变化很敏感体积大应用中的标定比较困难，需要用实际介质来作全部浸没的模拟才能完成可靠的标定。这是非常通用的方法。,连续式物位测量技术,浮力式-磁浮子（测力法/连续）带有磁性的浮子在导杆上垂直移动。杆内的簧片开关会被磁场激活。优点普遍可以远传液位信号缺点容易堵塞分辨率低,点式物位测量技术,浮力式浮球开关(测力法/点式)一个浮球与一个能够回转的杆相连接并且它可驱动它自己的内部开关。当液位上升或下降时，使浮球处于浸没或非浸没状态，同时开关被打开或关闭。优点最通用简单便宜缺点容易堵塞浮球开关能够很好的测量干净的液体，但是测量介质如果含有杂质则容易被堵塞。这个测量系统适合作为备份的液位测量。,连续式物位测量技术,吹气式（压力法/连续）少量的压缩空气通过一个长管注入到容器底部。返回的压力大小与物位成正比。优点精确简单可远传信号缺点耗气受介质的污染受结冰的影响吹气系统大概是物位测量中最主要的进步之一。把介质压出被浸没管子的气压使返回的压力值能够被传输一定距离到达一个控制地点比如控制室。在工厂的神经中枢中能够得到实时的测量值。有多种测量设备用来把返回的压力转化为一个物位读数，包括压力计，量表或压力变送器。,连续式物位测量技术,静压（压力法/连续）这种方法是由吹气法改进而来。被浸没的变送器测量容器里介质的压力。优点便宜使用简单缺点接触式测量法受密度变化影响浸没的压力变送器使用两线制的应力测量技术来将顶部压力传送到变送器并把它转变为液位测量值。这些技术可用于因充满泡沫而受限制非接触测量方法无法使用的清洁废水应用中。它们便宜且可靠，但是会受粘附物的影响。,连续式物位测量技术,压力/差压（压力法/连续）在化学和石化行业过程容器的物位测量中，最常用的方法是压力变送器。它测量容器中介质的差压，能用于吹气系统。优点通用简单易用缺点接触式测量法管路易堵塞或结冰受密度变化影响这里有两种常见类型：压力变送器和差压变送器（又叫作DP变送器或DeltaP变送器）。,连续式物位测量技术,静压式罐区液位计（压力法/连续）静压式罐区液位计（HTG）使用温度、压力变送器和一个计算机来确定密度，液位和质量。因为它精度较高，可以用于贸易结算。这种物位测量方式只能用于液体。优点精度高缺点复杂压力变送器提供安装位置液位的测量值。差压变送器提供密度的测量值。温度变送器提供液体或气体/周围环境温度的测量值。这些信息被输入到计算机，计算机使用强大的制表软件描述出储罐的状况。它根据温度和罐顶压力对液体膨胀系数进行补偿，并计算出体积。,连续式物位测量技术,电机式伺服式（电特性法/连续）一个被驱动的浮子被往下放，直到钢索松弛。在钢索被卷起时，长度可以由电位计推算出来。它既可以用来测量固体介质，也可以和罐区系统组合起来用于液体应用中。在固体应用中，只有固体的表面不再变化时，仪表才能得到高的重复性。优点简单缺点维护量高对储罐的(固体)波动比较敏感这个测量方式因为维修率非常高而正在被逐步各种非接触式测量方式取代。,点式物位测量技术,电机式阻宣式/音叉式（电特性法/点式）当传感器被液体或固体介质覆盖时停止动作。它在单点式物位测量中有很大的市场，用来防止介质的溢出或者由低料位引起的问题，如泵被抽干或用于报警点。优点通用相对便宜缺点磨损（阻旋式）容易损坏被介质粘结（音叉式）,连续式物位测量技术,电阻式（电特性式/连续）电阻式物位计是由装有电阻片的密封元件组成，施压力于弹性护套上，可以使它变短。优点简单缺点应用范围有限容易损坏电阻片因为容易坏损而并不常用，但是由于它的简易性和低价格也是值得被介绍一下。,连续式物位测量技术,激光（辐射法/连续）激光技术被用于距离检测已经有很长的历史了。它是一种简单，精确的测量距离的方法。它采用了激光的传播时间差或入射原理。采用不同的入射方式的检测器测量物位的方式也不同。优点：精度极高非接触式测量距离长可用于高温应用缺点：对粉尘敏感光学器件容易被污染使用激光技术来测量容器中的物位是很简单的，但是粉尘、满载的运输介质和粘附在光学元件上的附着物等这些问题却从来没有得到很好地解决。这些问题至今仍然存在。然而，在一些应用中激光技术仍然是最好的选择，例如在熔融的金属或玻璃的物位应用中。,点式/连续式物位测量技术,电导式（电特性法/点式和连续）它是利用介质导电性能的简单的物位测量技术。在物位接触到电导探头时，会在探头、导电的介质、大地或参考电极之间产生微小的电流。使用多支测量电极可以实现连续式物位测量。优点：便宜简单缺点：易粘附，并受影响触点放大器会改变状态。多支电极能够被同时测量，使得测量信号能被用作分辨率较低的模拟信号来使用。在许多行业，这个技术因为产生电流通过被测介质而不被采用。,连续式物位测量技术,电容式（电特性法/连续）在物位发生变化时，测量电极和容器或另一个参考电极之间的电容。介质是电极之间的电解质。优点：被广泛应用和接受缺点：对挂料很敏感潮气影响介电常数变化的影响,点式物位测量技术,热式（电特性法/点式）测量在被浸没时或暴露在空气中时热量差。优点：成本低缺点容易损坏只能作为点式物位测量,连续式物位测量技术,电感式（电特性法/连续）浮子内含线圈和使用自感应装置，除此之外基本与磁浮子相似。优点:成本低缺点：容易损坏只能作为点式物位测量,连续式物位测量技术,微波雷达（辐射法/连续）根据发射信号到接收信号之间的传播时间来进行距离测量和推算物位值。发射波可以是脉冲或连续波。在罐区测量系统可以使用高精度微波液位计。优点：非接触式对水蒸汽不敏感缺点：需要知道被测介质的介电常数价格昂贵根据不同的频率、工作方式和精度可以分为很多类型。现在的微波雷达技术既可被用于贸易结算也可被用于过程控制物位测量。,点式/连续式物位测量技术,核辐射（辐射法/点式和连续）核辐射物位测量由一个辐射源（通常是铯）和一个辐射探头组成。探头感应从容器对面的辐射源发出的(Gamma)射线。它能进行点式和连续式物位测量，这由探头的设计决定。当介质覆盖了探头后，辐射源能量被介质吸收，只有极小量被探头捕获。探头的输出量与物位值成反比。优点：能够安装在容器的外面缺点：需要对放射源进行维护这是唯一能够完全安装在容器外的物位测量技术。与压力无关，能够耐高温。然而，维护量大、辐射源保管和的处理等这些问题限制了这项技术的使用,点式物位测量技术,光导式（辐射法/点式）利用对倾斜发射面的反射光束的感应来进行的点式物位测量。优点：便宜缺点：只能用于点式物位测量这种设备用于点式物位测量。光导开关因为它们的简易性和低价格而受到欢迎。常用的类型有前面提到的反射法，或者通过介质阻断光束来进行工作的。它们的使用很大程度上限制于温度和液体的清洁度。,连续式物位测量技术,声波/超声波（辐射法/连续）超声波技术仍然是今天非接触式测量中使用最普遍的。声脉冲向介质表面发射。反射信号被接收，得到声脉冲的传播时间。距离与传播的时间成正比。物位值可以从测量距离中推算出。优点：非接触式已有大量应用可以测量固体、液体或浆料缺点：对水蒸汽、挥发性气体敏感超声波还能提供“一个探头带两个点式物位测量”的优点来保证可靠的点式物位测量。最近，雷达技术的发展抢走了一些传统的超声波用户。,连续式物位测量技术,时域反射式导波式微波雷达（TDR）（辐射法/连续）一个高频信号通过电极发射。当信号通过介质物位时，会产生一个发射信号并被接收器接收。从发射到接收的时间差与物位成正比关系。它可以采用脉冲波或连续波。优点：不受水蒸汽的影响缺点：接触式易粘附易磨损受粉尘影响对容器内液位的波动比较敏感,连续式物位测量技术,时域反射式导波式微波雷达（TDR）（辐射法/连续）导波式微波雷达或时域发射式物位计经常被称为缆式雷达。