罗物位检测及仪表

物位检测仪表

3第四节物位检测及仪表如：合成氨铜洗塔

测量物位的仪表叫做物位计。按其工作原理不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。浮球式液位计浮筒液位计浮球式水位控制器（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。翻版式液位计翻板式液位计工作原理动画演示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．浮筒式液位计将一质量为m的浮筒悬挂在弹簧上，弹簧的下端被固定，当测量桶内无水时，浮筒的重力与弹簧力达到平衡时，有：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，根据力平衡：一般即从而被测液位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。三、差压式物液位变送器静压法测量原理h若液位的高度为h，则液体底部的压力为：1、开口容器的液位测量2、密闭容器的液位测量抵消了容器上部压力变化对测量的影响。安装方式:导压管、法兰式。003、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，采用法兰式压力变送器。什么是零点迁移1．无迁移：2．有迁移形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。正压室：负压室：差压：无迁移负迁移H=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，△P<0，变送器的输出I<4mA；H=Hmax时，△P<△Pmax,变送器的输出I<20mA.例如：已知求量程和迁移量？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，所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。正迁移量为3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。

举例1.某贮罐内的压力变化范围为12~15MPa，要求远传显示，试选择一台DDZ-Ⅱ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-Ⅱ型压力变送器的规格有：0～10，18，25，60，100（MPa）精度等级均为0.5级。输出信号范围为0～10mA）。

29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若选择测量范围为0～25MPa、准确度等级为0.5级,这时允许的最大绝对误差为

由于变送器的测量范围为0～25MPa，输出信号范围为0～10mA,故压力为12MPa时,输出电流信号为

31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Δp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7～25MPa，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，则输出电流为输入压力为15MPa时,输出电流为

34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，由于加了迁移机构，使仪表的测量误差减少了。35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0~3m,被测介质密度ρ=900kg/m3,毛细管内工作介质密度ρ0=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?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上述计算结果Δpmax为26.487kPa,经过圆整后,测量范围可选0～30kPa。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为负压室所受的压力p2为38因此，差压变送器所受的压差为由上式可知,该差压变送器应进行负迁移,其迁移量为h2ρ0g。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。39五、电气式物位计

dDLDdLH1、电容式基本工作原理

dDL当极板之间一部分介质被介电常数为ε2的另一种介质填充时，可推导出电容变化量

DdLH1—金属电极棒；2—容器壁图3-45料位检测料位的检测

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。电容量变化与料位升降的关系为181-电阻棒；2-绝缘套；3-测量电桥2、电阻式液位计（电极式液位计）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比。电阻的测量可用图中的电桥电路完成。

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-金属容器壁六、核辐射式物位仪表八、光学式物位计激光物位计

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-下液位接收器九、重锤探测式料位计 重锤连在与电