2023学年完整公开课版CGWC40物位检测

高等职业教育数字化学习中心连铸自动化岗位培训物位检测物位：液位、料位和界位的统称液位：容器、河道、水库中液体表面的位置料位：容器、堆场和仓库中储存的固体颗粒或粉料的堆积高度，也就是堆积顶面的位置界位：两种密度不同的且互不相溶的液体间或液体与固体之间的分界面(相界面)物位检测物位检测（1）直读法结构简单、价格便宜，一般用在温度及压力不太高、被测介质粘度不大并与玻璃不发生粘附的场合。物位检测方法物位检测方法（2）浮力法根据液体浮力原理，当一个物体浸放在液体中时，液体对它有一个向上的浮力，浮力的大小等于物体所排出的那部分液体的重量。应用浮力法测量液位，就是将液位的变化转换成漂浮于液面上的浮标的位移，或者转换成浸沉于液体中的浮筒所受的浮力变化。前者使浮标所受的浮力维持不变，称为恒浮力式；后者称为变浮力式。物位检测方法物位检测方法（3）静压法对于不可压缩的液体(其密度不变)，液位的高度与液体的静压成正比，因此，通过测量液体的静压，便可知液位的高低。密闭容器内的液位，可由液位起点与液面上部气体的压力差测知物位检测方法物位检测方法(4)机械接触(5)电气转换(6)其它物位检测方法物位检测方法测量原理：△p=pB-pA=Hρg压力、差压式液位计压力信号的引出液位零位的标定与调整吹气式液位计静压式液位检测仪表静压式液位检测仪表（1）浮子式液位计浮子直径D愈大，液位变化△H时所对应的浮力增量△F也愈大。因此当我们希望不灵敏区小一些时，便可加大浮子的直径，即制成扁平的浮子。但若不灵敏区太小，液位的微小变化又会使浮子频繁波动。因此，具体设计时要根据测量精度要求及液面变化情况来选定。浮力式液位检测仪表浮筒式液位计起始位置：cx0=mg-AHρg液位变化：c(x0-△x)=mg-A(H+△H-△x)ρg

灵敏度：电容式物位计原理：圆筒形电容器的电容随物位的变化而变化。无液体时：液体高H时：非导电液电容式物位计导电液电容式物位计电容测量电路——二极管环行电桥A点：加频率为f的方波信号Cx被测电容Co电桥初始平衡电容AC两端接电流表M作指示原理：使被测电容进行重复的充放电过程，并通过测它的平均充放电电流以测定电容的数值，而电容的变化又与物位的变化成比例，从而可以测知物位之值。充电：q1=C0(E2-E1)，电流I1=fC0(E2-E1)放电：q2=Cx(E2-E1)，电流I2=fCx(E2-E1)表电流I=I2-I1=fCx(E2-E1)(Cx-C0)缺点：(1)桥路输出电流难以放大，使输出功率很小。(2)电流表的引线对地存在分布电容，不能安装在离桥路很远的地方。超声波物位计声波及其分类声压：介质中有声波传播时的压强与无声波时的静压强之差。声强：又称为声波的能流密度，即单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的声波能量。声速声波在介质中的传播速度，取决于介质的密度和弹性性质声阻抗等于传声介质的密度ρ与声速c之积，记作z＝ρc。声波在两种介质的界面上反射能量与透射能量的变化，取决于这两种介质的声阻抗之比。若两介质的声阻抗差别愈大，则反射波的强度愈大。温度的变化对声阻抗有显著的影响声的吸收均匀介质对于超声波的吸收并不显著，而当介质结构不均匀(如存在疏松、偏析及微观缺陷)时，声吸收情况将发生明显变化。超声波物位计波型：横播、纵波、表面波特性：频率高、波长短、方向性强，可以定向传播。能量远大于声波，具有很高的穿透能力。具有反射、折射规律超声波探头：发射器是将交流电压加在压电晶片上，利用它的电致伸缩效应，带动周围介质振动，从而向介质发射超声波。接收器接收超声波信号，利用晶片的压电效应转换成电信号。实际应用中的探头，出于压电效应的可逆性，发射与接收兼用。(1)探头(检测元件)可以不和被洲介质接触，可以实现非接触测量。(2)只要界面的声阻抗率不同，液体、粉末、块状体等物体的物位都可测量。(3)无机械可动部件，探头的压电晶片的振幅很小，寿命校长；超声波的传播不受光线、湿度、粘度影响，适用于测量有腐蚀性、高粘度的液体液位和固体料位。(4)探头不能承受高温，使用温度受限。(5)当某些介质对声波吸收能力很强时，则不能应用回波测距法测量。不适于测量有气泡或悬浮物的液位。当被测液位有很大波动时，会引起声波反射混乱，造成测量误差。(6)仪表电路较复杂，成本较高。超声波物位计的特点特点：(1)能够完全不接触被测物质，可用于高温、高压容器内的物位测量，亦可用于强腐蚀、剧毒、易爆、易结晶、沸腾状态介质以及高温溶体等物位的测量。(2)由于放射线不受温度、压力、湿度以及电磁场等影响，适宜在恶劣环境下，且不常行人的地方工