罗物位检测及仪表分析PPT课件

1、如：合成氨铜洗塔第1页/共43页测量物位的仪表叫做物位计。按其工作原理测量物位的仪表叫做物位计。按其工作原理不不 同可分为同可分为直读式物位仪表 浮力式物位仪表静压式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表光学式物位仪表第2页/共43页 直读式物位计主要是玻璃液位计，玻璃液位计是按照连通器液柱静压平衡的原理工作的，按结果可以分为玻璃管式和玻璃板式两种。一、直读式物位仪表第3页/共43页二、浮力式物位仪表 浮力式物位计利用漂浮在液面上的浮子（也称浮标）或浸沉于液体中的浮筒（也称沉筒）所受的浮力随液位而变化来进行液位测量的。分为浮子式液位计 、翻版式液位计和浮筒式液位计。第4页/

2、共43页浮球式液位计浮筒液位计第5页/共43页第6页/共43页浮球式水位控制器（内浮式）浮球式水位控制器（内浮式）调整箱组件浮筒浮球连杆非导磁管下限水银开关磁钢上限水银开关第7页/共43页 翻版式液位计的翻版由极薄的导磁金属制成，两面涂以显著不同的颜色。当磁性浮子随液面升降时，带动翻版绕小轴翻转。两种颜色的分界点即为液位。翻版式液位计第8页/共43页翻板式液位计工作原理动画演示第9页/共43页浮筒式液位计的检测元件是浸没于液体中的浮筒（或沉筒）。浮筒所受浮力随液位发生变化。此浮力变化再以力或位移变化的形式，带动电动或气动元件发出信号给显示仪表以显示液位，也可以实现液位的报警和调节。 3浮筒式液

3、位计第10页/共43页 将一质量为将一质量为m的浮筒悬挂在的浮筒悬挂在弹簧上，弹簧的下端被固定，弹簧上，弹簧的下端被固定，当测量桶内无水时，浮筒的当测量桶内无水时，浮筒的重力与弹簧力达到平衡时，重力与弹簧力达到平衡时，有：有：0Cxmg 当测量筒内有一定高度的液位H时，浮筒受到液体的浮力上浮，xhH)(0 xxCghAmg根据力平衡：第11页/共43页一般一般 xhhH 即xgACH从而被测液位H可表示为即弹簧的位移量与液位成正比。弹簧的顶端连接有一铁芯，铁芯随着弹簧的位移在差动变压器内上下移动输出位移信号。)(0 xxCghAmg第12页/共43页三三 、差压式物液位变送器、差压式物液位变送

4、器静压法测量原理静压法测量原理0PPgh0PPPghhphg若液位的高度为h，则液体底部的压力为：第13页/共43页1、开口容器的液位测量开口容器的液位测量第14页/共43页2、密闭容器的液位测量密闭容器的液位测量 抵消了容器上部压力抵消了容器上部压力变化对测量的影响。变化对测量的影响。H1gpP1pP HgPPP安装方式:导压管、法兰式。00第15页/共43页3、法兰式压力变送器测量液位、法兰式压力变送器测量液位 用于粘度大、有沉淀、易结晶、易凝固或具用于粘度大、有沉淀、易结晶、易凝固或具有腐蚀性的介质，为防止导压管堵塞或腐蚀仪表，有腐蚀性的介质，为防止导压管堵塞或腐蚀仪表，采用法兰式压力变

5、送器。采用法兰式压力变送器。第16页/共43页什么是零点迁移什么是零点迁移1无迁移：无迁移：PgH第17页/共43页2有迁移有迁移形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。1121PPgHgh正压室：221ghPP负压室：1221()PgHg hh差压：第18页/共43页无迁移PgH负迁移1221()PgHg hhH=0时，P=0，变送器的输出I=4mA；H=Hmax时，P =Pmax,变送器的输出I=20mA.H=0时，P0，变送器的输出I4mA；H=Hmax时，PPmax,变送器的输出I20mA.第19页/共43页PagH3528038 . 912001P

6、agH3528038 . 912001例如：已知 求量程和迁移量？31/1200mkg32/950mkgmh0 . 11mh0 . 52m0 . 30mL液位高度变化形成的差压值为所以可选择差压变送器量程为40kPa当H=0时，212()(5 1) 950 9.837240PhhgPa所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。第20页/共43页)(hHgPgh正迁移量为3 正 迁 移正 迁 移 ： 变 送 器 位 置 低 于 液 面 基 准 面 。： 变 送 器 位 置 低 于 液 面 基 准 面 。第21页/共43页1.某贮罐内的压力变化范围为1215M

7、Pa，要求远传显示，试选择一台DDZ-型压力变送器 (包括准确度等级和量程)。如果压力由12MPa变化到15MPa，问这时压力变送器的输出变化了多少?如果附加迁移机构,问是否可以提高仪表的准确度和灵敏度?迁移为7MPa。（如果已知某厂生产的 DDZ-型压力变送器的规格有：010，18，25，60，100 （MPa）精度等级均为0.5级。输出信号范围为010mA）。 29第22页/共43页MPa253515 由已知条件，最高压力为15MPa，若贮罐内的压力是比较平稳的，取压力变送器的测量上限为 MPa125.0%5.025 若选择测量范围为025MPa、准确度等级为0.5级,这时允许的最大绝对误

8、差为mA8 . 4102512 由于变送器的测量范围为025MPa，输出信号范围为010mA,故压力为12MPa时,输出电流信号为31第23页/共43页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。 在用差压变送器来测量液位时，由于在液位H=0时,差压变送器的输入差压信号p并不一定等于0，故要考虑零点的迁移。实际上迁移问题不仅在液位测量中遇到，在其他参数的测量中也可能遇到。加上迁移机构，可以改变测量的起始点，提高仪表的灵敏度 (只不过这时仪表量程也要作相应改变)。 32第24页/共43页mA78

9、. 210725712 由本例题可知，如果确定正迁移量为7MPa，则变送器的量程规格可选为18MPa。那么此时变送器的实际测量范围为725MPa，即输入压力为7MPa时，输出电流为0mA；输入压力为25MPa时，输出电流为10mA。这时如果输入压力为12MPa，则输出电流为 mA44. 410725715输入压力为15MPa时,输出电流为34第25页/共43页 由此可知，当输入压力由12MPa变化到15MPa时，输出电流变化了1.67mA，比不带迁移机构的变送器灵敏度提高了。 变送器的准确度等级仍为0.5级，此时仪表的最大允许绝对误差为(25-7)0.5% = 0.09MPa，所以，由于加了迁

10、移机构，使仪表的测量误差减少了。 35第26页/共43页法兰式差压变送器测液位36例2.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=950kg/m3。变送器的安装尺寸为 h1=1m, h2=4m。求变送器的测量范围,并判断零点迁移方向,计算迁移量,当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时,问对测量有何影响? 第27页/共43页PagHp2648781.99003max解：当不考虑迁移量时,变送器的测量范围应根据液位的最大变化范围来计算。 液位为3m时,其压差为 37第28页/共43页上述计

11、算结果pmax为26.487kPa,经过圆整后,测量范围可选030kPa。 ghgHpp0101 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38第29页/共43页因此，差压变送器所受的压差为ghgHppp0221 由上式可知,该差压变送器应进行负迁移,其迁移量为 h20g。 当差压变送器安装的高度改变时,只要两个取压法兰间的尺寸h2不变,其迁移量是不变的。39第30页/共43页dDL112ln()LCD d2DdLH1 第31页/共43页dDL1212 ()ln()HCKHD d 2DdLH1第32页/共43页1金属电极棒；2容器壁

12、图3-45 料位检测 用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。dDHCXln20电容量变化与料位升降的关系为18第33页/共43页1-电阻棒；电阻棒；2-绝缘套；绝缘套；3-测量电桥测量电桥 2、电阻式液位计（电极式液位计）第34页/共43页 该传感器的材料、结构与尺寸确定后，该传感器的材料、结构与尺寸确定后，K1、K2均为常数，电阻大小与液位高度成正均为常数，电阻大小与液位高度成正比。电阻的测量可用图中的电桥电路完成。比。电阻的测量可用图中的电桥电路完成。 hKKhAHAhHAR21222第35页/

13、共43页第36页/共43页3、电阻式料位计 电极接触式料位计 1-绝缘套； 2、3、4=电极 5-信号器； 6-金属容器壁第37页/共43页六、核辐射式物位仪表六、核辐射式物位仪表 第38页/共43页八、光学式物位计八、光学式物位计 激光物位计 第39页/共43页激光式液位检测仪由激光发射器、接收器及测量控制电路组成。工作方式有反射式和遮断式，在液位测量中两种方式都可使用，但一般只用作定点检测控制，不易进行连续测量。 反射式激光液位检测原理图1-激光发射器； 2-上液位接收器； 3-下液位接收器 第40页/共43页九、重锤探测式料位计九、重锤探测式料位计 重锤连在与电机相连的重锤连在与电机相连的鼓轮上，电机发讯使重锤在鼓轮上，电机发讯使重锤在执行机构控制下动作，从预执行机构控制下动作，从预先定好的原点处靠自重开始先定好的原点处靠自重开始下降，通过计数或逻辑控制下降，通过计