第章物位检测技术2

第7章物位检测技术

在许多生产过程中，需要对诸如锅炉内的水位，油罐、水塔、各种储液罐的液位或粮仓、煤粉仓、水泥库、化学原料库中的料位以及在高温条件下对连铸生产中的铝水、钢水、铁水包内的金属液位，高炉或竖炉的料位等进行可靠的检测和控制，以保证生产正常连续运行，确保产品质量，实现安全、高效生产。7.1液位检测方法7.2料位检测方法7.3相界面的检测

物位检测包括液位、料位和相界面位置的检测。物位检测一般是以容器口为起点，测量物料相对起点的位置。液位指液体表面位置，液面一般是水平的，但有些情况下可能有沸腾或起泡。料位指容器中固体粉料或颗粒的堆积高度的表面位置，一般固体物料在自然堆积时料面是不平的。相界面指同一容器中互不相溶的两种物质在静止或扰动不大时的分界面，包括液－液相界面、液－固相界面等，相界面检测的难点在于界面分界不明显或存在混浊段。在物位检测中，由于被测对象不同，介质状态、特性不同以及检测环境条件不同，决定了物位检测方法的多种多样，需要根据具体情况和要求进行选择或设计。教材P213-215表7-1是目前已获得成功应用的各种液位、料位检测方法及相应仪器的主要性能特点汇总表。三种形式的物位检测中，液位检测需求最多，技术相对简单些，因此作为重点进行介绍。7.1液位检测方法

液位检测总体上可分为直接检测和间接检测两种方法，由于测量状况及条件复杂多样，因而往往采用间接测量，即将液位信号转化为其它相关信号进行测量，如压力法、浮力法、电学法、热学法等。7.1.1直接测量法

直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。开口容器液位测量密闭容器液位测量观察管标尺观察管标尺旋塞阀 实际应用中，观察管并不一定全是玻璃管，也可以外包（露出标尺、刻度）金属或其他材料制成的保护管。这种测量方法最大的优点是简单、经济、无需外界能源，防爆安全，因此在电厂及化工领域的连续生产过程中仍有着广泛的应用。其缺点是不易实现信号的远传控制，而且由于受玻璃管强度的限制，被测容器内的温度、压力不能太高。此外，为防止粘稠介质和深色介质沾染玻璃，影响读数，一般避免用它检测此类介质。7.1.2压力法

压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。 对常压开口容器，液位高度H与液体静压力P之间有如下关系：式中，——被测液体的密度()。（7-1）图7-2为用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计。压力表式液位计(b)法兰式液位变送器(c)吹气式液位计1-旋塞阀2-引压管3-压力表4-法兰5-压力变送器

（a）图为压力表式液位计，它是利用引压管将压力变化值引入高灵敏度压力表进行测量的。图中压力表高度与容器底等高，这样压力表读数即直接反映液位高度。如果两者不等高，当容器中液位为零时，压力表中读数不为零，而是反映容器底部与压力表之间的液体的压力差值，该值称为零点迁移量，测量时应予以注意。这种方法的使用范围较广，但要求介质洁净，粘度不能太高，以免阻塞引压管。（b）图为法兰式压力变送器，变送器通过法兰装在容器底部的法兰上，作为敏感元件的金属膜盒经导压管与变送器的测量室相连，导压管内封入沸点高、膨胀系数小的硅油，使被测介质与测量系统隔离。它可以将液位信号变成电信号或气动信号，用于液位显示或控制调节。由于是法兰式连接，且介质不必流经导压管，因此可用来检测有腐蚀性、易结晶、粘度大或有色介质。（c）图为吹气式液位计，压缩空气通过气泡管通入容器底部，调节旋塞阀使少量气泡从液体中逸出（大约每分钟150个左右），由于气泡微量，可认为容器中液体静压与气泡管内压力近似相等。当液位高度变化时，由于液体静压变化会使逸出气泡量变化。调节阀门使气泡量恢复原状，即调节液体静压与气泡管压力平衡，从压力表的读数即可反映液位高低。这种液位计结构简单，使用方便，可用于测量有悬浮物及高粘度液体。如果容器封闭，则要求容器上部有通气孔。其缺点是需要气源，而且只适用于静压不高、精度要求不高的场合。 对于密闭容器中的液位测量，除可应用上述三种液位计外，还可用差压法进行测量，该法在测量过程中需消除液面上部气压及气压波动对示值的影响，下图7-3为差压式液位计测量原理示意图。差压式液位计采用差压式变送器，将容器底部反映液位高度H的压力引入变送器的正压室，容器上部的气体压力引入变送器的负压室。引压形式可根据液体性质选择，如粘度大、易沉淀或易结晶的液体可采用法兰式安装。

为防止由于内外温差使气压引压管中的气体凝结成液体，一般在低压管中充满隔离液体。若隔离液体密度为，被测液体密度为，一般都使，由图7-3得压力平衡方程：则P1、P2——引入变送器正压室和负压室的压力(Pa)；H——液位高度(m)；h1、h2——容器底面和工作液面距变送器的高度(m)。这里Zo＝即称为零点迁移量，它与差压计安装情况有关。一般的差压计都有零点迁移量调节机构，通过调节可使Zo＝0，这时差压计的读数直接反映液面高度H。7.1.3浮力法

浮力法测液位是依据力平衡原理，通常借助浮子一类的悬浮物，浮子做成空心刚体，使它在平衡时能够浮于液面。当液位高度发生变化时，浮子就会跟随液面上下移动。因此测出浮子的位移就可知液位变化量。浮子式液位计按浮子形状不同，可分为浮子式、浮筒式等等；按机构不同可分为钢带式、杠杆式等。1.钢带赞浮子在式液呆位计右图7-妻4为直蛇读式砌钢带沃浮子绑式液扯位计丽，这扇是一刻种最想简单认的液辨位计严，一皇般只雅能就使地显膛示。2.浮筒耐式液鱼位计浮筒阳式液洒位计犁属于变浮晓力液株位计，当威被测架液面久位置年变化桌时，绪浮筒衔浸没碌体积控变化隔，所次受浮块力也朽变化恋，通缠过测状量浮愁力变哭化确突定出哲液位焰的变书化量疮。图7-挽5为浮寒筒式艰液位逆计原焦理图蛙。图中搂：1-浮筒阻；2-弹簧斩；3-差动记变压痒器旷。图7-析5所示酷的液涉位计崭是用恰弹簧漏平衡枣浮力络，用积差动汁变压昏器测榨量浮得筒位惜移，绢平衡教时压群缩弹铲簧的备弹力逃与浮纠筒浮纽奉力及率重力G平衡缴。即式中k—饿—弹簧写刚度(N／m)；x—棵—弹簧确压缩牲量(m价)；——液体瓶密度(k奥g／m3)；H—尖—浮筒洞浸入锈深度(m伸)；A—纺—浮筒做截面糟积(m2)。液位班高度希变化遣与弹姐簧变体形量脚成正叹比。厨弹簧仰变形欢量可冠用多盲种方肢法测矩量，捉既可佛就地歼指示倚，也扮可用冻变换构器(如差巴动变集压器)变换陷成电后信号聚进行撑远传甩控制。7.的1.羡4电学户法电学许法按猪工作眯原理透不同乌又可瓦分为电阻杨式、树电感删式和杏电容标式。用惨电学搂法测庸量无拳摩擦耳件和泄可动持部件曲，信灭号转朽换、瞎传送钉方便寒，便昨于远放传，文工作甚可靠垒，且寸输出毙可转稼换为罩统一芦的电鹿信号淋，与朽电动波单元云组合常仪表垮配合衰使用援，可刷方便干地实子现液乒位的针自动锹检测划和自够动控晴制。1.电阻滚式液粮位计电阻腥式液钻位计武既可乡丰进行定点俘液位疗控制，也重可进沸行连续踢测量。所搞谓定点谋控制是指液位滨上升么或下去降到炼一定偷位置壮时引摩起电撤路的明接通拾或断忆开，刮引发混报警刑器报允警。电阻妥式液摆位计晌的原纺理是基静于液位朴变化附引起恋电极临间电全阻变沫化，由电掉阻变沫化反土映液乎位情册况。右图7-傅6为用鸦于连平续测驱量的桂电阻苦式液洗位计巩原理饰图。巡寿图中钞：1-电阻扇棒；2-绝缘默套；3-测量赶电桥该液绸位计免的两杨根电穗极是觉由两此根材哄料、终截面唇积相惨同的载具有装大电扩阻率砍的电成阻棒肤组成白，电捏阻棒劳两端穗固定樱并与尘容器最绝缘傍。整田个传吊感器兼电阻呢为式中H、h—受—电阻乔棒全劈燕长及示液位树高度(m炼)；——电阻纹棒的塞电阻犁率(心)；A—娇—电阻抢棒截懒面积(m2)。该传博感器枣的材贸料、结结构也与尺犁寸确绸定后穴，K1、K2均为党常数间，电鸣阻大荡小R与液孔位高劳度h成正路比。炼电阻办的测违量可表用图险中的械电桥箩电路翠完成颜。这种孙液位责计的特点是结青构和印线路虑简单歼，测纳量准宾确，努通过腹在与慈测量壤臂相宿邻的父桥臂惧中接担温度驶补偿夺电阻脊可以夸消除智温度乘变化婆对测涉量的希影响选。缺点是：掌极棒嫁表面录生锈煤、极悔化以阴及介五质腐哥蚀性晌对电指阻棒医电阻涉大小地的影狐响等通都会赞影响夸测量两精度淋。2.电感饭式液贱位计电感愤式液布位计在利用电磁稍感应现象走，液位划变化叹引起期线圈馒电感枪变化缸，感捉应电支流也冲发生哥变化。电柱感式申液位吓计既具可进膜行连续固测量，也挤可进溪行液位蛇定点出控制。图7-购7为电远感式绩液位师控制乏器的缝原理况图。乌传感唇器由佛不导膜磁管孕子、暂导磁非性浮改子及刺线圈饿组成碰。管违子与酷被测门容器浮相连寺通，被管子姓内的剂导磁姻性浮雹子浮扇在液穷面上搁，当江液面摸高度揉变化程时，蔑浮子帮随着犯移动洪。线椒圈固丧定在夜液位泻上下肥限控诉制点虏，当给浮子铸随液漫面移扎动到醋控制搭位置中时，煌引起柏线圈泄感应仗电势令变化铲，以烟此信昆号控油制继肢电器即动作矩，可淋实现低上、子下液津位的肤报警谨与控浑制。构图中承：1、3-上下丹限线谈圈；2-浮子电感听式液壳位计播由于笨浮子乐与介宪质接票触，不宜挤于测畏量易简结垢仆、腐兰蚀性今强的荐液体叮及高棋粘度偷浆液。3.电容谊式液粉位计电容病式液哥位计利用慈液位耽高低闷变化部影响扶电容铃器电哗容量良大小柔的原朗理进股行测贺量。依捆此原汪理还阴可进壳行其贫它形腹式的传物位需测量吐。电买容式氏液位出计的虽结构鲁形式锤很多轮，有平极杯板式、同心精圆柱们式等等五。它蛮的适熟用范普围非蜻常广乞泛，对介菠质本酷身性技质的翼要求鹅不象事其它葬方法醉那样劝严格凶，对熄导电成介质选和非树导电到介质葛都能印测量，此钥外还能岂测量贫有倾选斜晃盒动及末高速搁运动留的容毯器的滥液位。不狼仅可作干液位仓控制笼器。还能用亿于连吗续测疤量。电鹊容式板液位左计的绣这些有特点轮决定颂了它阔在液献位测碗量中饭的重是要地辨位。下面锁将重旅点介娇绍其牙检测旧原理盲、测舒量线熊路及精传感痕器安难装方举式。(1戚)检测侵原理在液忆位的怒连续腊测量蜂中，冒多用同心酬圆柱愤式电容累器，酸如右饼图7-物8所示脂。同同心圆尺柱式迟电容拖器的榴电容拔量：式中犁：D、d—拾—外电版极内网径和能内电阶极外侄径(m孤)；——极板筝间介弃质介穴电常篇数(F绑/m银)；L—掠—极板滥相互沸重叠叹的长猴度(m状)。液位杏变化鞋引起雀等效译介电捏常数好变化猜，从茅而使污电容纽奉器的努电容倦量变超化，级这就汁是电灿容式翠液位兄计的勿检测踩原理推。图中咬：1-内电微极；2-外电奏极烛。(2私)安装厌形式在具妥体测恨量时忘。电饰容式佛液位元计的宏安装顿形式缸因被似测介茧质性木质不羊同而浴稍有疑差别饱。右图7-致9为用菠来测量帆导电售介质的单电泡极电蛾容液那位计，它恨只用凶一根敲电极堵作为急电容午器的蛋内电俯极，未一般刮用紫缸铜或铜不锈兵钢，知外套姨聚四楚氟乙端烯塑抱料管英或涂览搪瓷回作为镜绝缘澡层，汪而导篇电液秩体和晴容器忍壁构明成电刑容器裹的外元电极盈。1-内电难极；2-绝缘位套容器吉内没爹有液爸体时狗，内恼电极绢与容泳器壁蔽组成及电容忘器，酸绝缘扭套和站空气望作介馒电层会；液底面高鹅度为H时，倡有液材体部渗分由攻内电匆极与竞导电推液体神构成六电容容器，月绝缘探套作稍介电融层。鸭此时筹整个烧电容带相当和于有百液体是部分哥和无同液体芬部分提两个婆电容械的并旨联。有液上体部柜分的鲜电容无液墙体部陡分的俱电容总电套容式中起，甘为充空气箱与绝拼缘套零组成飘的介股电层挂的介废电常腹数以盏及绝页缘套责的介西电常农数（F/黄m）；d,米D,拿D0为内织电极躺，绝厉缘套薪的外歪径和繁容器势的内劳径（m）；L为电脆极与库容器铅的覆宜盖长奸度（m）。液位桂为零社时的身电容因此柄液位召为H时的六电容备变化凳量若涌，且铲，轻则上惜式中顶第二若项可吼忽略象，这跌个条昼件一核般很妻容易展满足樱，因梁此有因此科可认蜓为电容御变化叶量与贩液位凡高度全成正避比。若令式中荣，S为液用位计轻灵敏涨度。翻可见怒，D与d越接扒近，柏即绝钓缘套船越薄脚，灵通敏度喊越高畜。右图7-鞭10为用户于测量息非导既电介筝质的同轴飘双层推电极况电容寒式液果位计。内券电极丘和与沉之绝溉缘的欺同轴灾金属墓套组碗成电昌容的毕两极泪，外侵电极诊上开兰有很握多流温通孔捎使液涌体流筝入极碑板间吉。图中撑：1、2-内、眯外电狭极；3-绝缘偏套；4-流通赞孔。液面茎高度浊为H时，涌整个隶电容佳等效还于有怜液体绑部分悉和无捧液体想部分擦两个暮电容保的并嗓联。萍两个步电容还的区告别仅究在于须介电览层不佩同，貌有液诊体部赠分的句介电贴层有辆液体洽和绝除缘套咐组成写，设舅其介浇电常件数为包；予无液响体部缩慧分的过介电么层由雄空气涉和绝调缘套池组成秤，设尝其介神电常斩数为稀，赞因此痛总电恭容为液位度为零繁时的追电容因此杰液位且为H时的匠电容钥变化滩量式中洪，d,冻D为内金电极如外径僻和金呈属套退内径丧。结论届：电容述变化惕量与悼液位搜高度芹成正梨比；僻金属菠套与喇内电扰极间去绝缘熄层越喊薄，睁液位学计灵杯敏度氏越高牵。上述概介绍导的两槽种是千最一庭般的自安装去方法雨，在堡有些莫特殊勉场合酷还有甘其它依特殊秃安装协形式溉，如大直韵径容悠器或迎介电镰系数惜较小滚的介尸质，为前增大舍测量捎灵敏冶度，礼通常达也只读用一貌根电撕极，子将其裙靠近虽容器顺壁安袋装，步使它遍与容眼器壁齐构成页电容悠器的兔两极鸦；在测大祥型容脸器或于非导峰电容山器内岔装非允导电供介质时，疮可用含两根及不同冻轴的恋圆筒衫电极盲平行粮安装冻构成衫电容脖；在测极窄低温额度下灯的液将态气懒体时，植由于追接吊近挖，伍一个柿电容较灵敏肝度太槐低。朋可取傅同轴殊多层帮电极钉结构惭，把第奇数枪层和钟偶数妙层的鹿圆筒稳分别斥连接溜在一渐起成缘瑞为两罚组电针极，虏变成锯相当鹊于多谈个电摸容并雹联，断以增响加灵已敏度吃。7.租1.碍5热学煌法在冶粮金行兵业中拥常遇酿到高然温熔御融金提属液月位的隙测量蚊。由援于测邪量条敲件的涌特殊葬性，俗目前糖除使坦用核腔幅射翠法外交，还欢常用谣热学璃方法栋进行帖检测径。它闻利用柳了高李温熔扇融液墙体本第身的享特性泳，即据在空睛气和输高温配液体蝇的分协界面肚处温晓度场壳出现穿突变亦的特思点，用测堵量温敢度的演方法初间接奏获得仆高温日金属鼻熔液赠液位。热国学法洗按温筑度测行量转雀换原罢理的诞不同鲜，通杆常又倚分为热电壳法和热磁歇感应苗法。1.热电幻玉法热电宽法采毯用热吗电偶升测量刊温度绑场，滩右图7-你11为热糟电偶序测量汪高温淹金属庆熔液渐液位乐原理役图。权图宰中:a-容器呆壁；b-凝固阵金属吓；c-钢水膊；d-热电践偶。图7-投11热电宏偶测层量高逝温金属颗熔液拒液位哲原理察图在容嗽器壁掩上选齿定一下系列版测量循点，执装上历热电捏偶，哄并将烫各测暮点上侵热电昌偶的消输出递记录仪下来茧，得虑到如竖图7-砌12所示宽的温治度-电势播分布设曲线介，曲牌线上祖反映艘出第7个和汪第8个测弯点之牵间产扁生了耕温度隔突变晒，因买此液荡面就庙在第7与第8测点凭之间剑。图7-怠12温度-电势证分布意图热电阔偶测歪液位纠只是炎一个正较为驰粗略乡丰的测世量方馆法，卸精度典一般宵不高顺；而出且精鹅度与左热电遥偶分味布、恭安装迹情况劈燕有关爷。适燃当减茶小各四热电凡偶的位间距鞋、增席加测榆量点肌，则妥可提开高金浴属液砍位测帮量分青辨力就和测轨量精忌度。床另外名，热握电偶陕工作翁端与个容器有的接侦触点谈要细倾而牢鼻固，斧为此鲁可将超热电许偶丝家焊在虽容器扇壁上拣，由订容器谱壁充术当热驻电偶碰的另坦一极们。这效种测窝量方益法虽货然精敢度不刊高，抓但很况可靠坚；在晶连铸享机结盈晶过番程等帅应用遣场合傻中，这仍是飞一种辣很适硬用的挺液位财检测砍控制喉方法。2.热磁弹感应骄法热磁喘感应己法也锣称热缺磁敏返法，晃这是伙近年销来发缝展很牺快的梦一种摄检测尼方法纹，测缸量安型装方恐式类屋似热猾电法六，在宪容器缠外壁妈上选士择一悦系列炕测量好点，体在这泊些点业上焊野上热倍敏磁醉性材偶料作暂为感吹温元态件，扩对应秒于每镇个磁生性元馒件安泻装一喘个测榨量线抓圈并于通以岩交流烤电。罩前面热电起法测温遇元件盆为一树组耐绝高温社热电睛偶，它椒们把金耀属熔妈液液族面处响温度梨场出华现变地化转奋换为剑电势飞大小袜的变袖化；热磁班感应甩法测温惑元件篇为一秘组热估敏磁纵性元慈件，把金让属熔弟液液待面处驶温度雅场出前现变顺化转兆换为揉电抗密（电颂感）宁大小傅的变收化。激励麻交流底电源敏频率屑越高葡，阻爸抗变度化越腾大，选用交彩流电吸桥测梯出各万测点认线圈斗的阻羊抗，站通过启比较劈燕找出狐突变湿点便香可知及容器顷中熔支液液西位的事位置垄。由于粉热敏辫磁性珠元件率和线坟圈不恭像某叛些热逝电偶晶那样蜓耐高变温，盛因此警需要址采用旅适当甚的降觉温保术护措踏施，击以保普证它桂们不皆因容俱器中北熔液巷温度极高而省烧毁本、损存坏。7.吼1.范6超声设波法超声弦波液龄位计朵是利用赵波在茎介质终中的惯传播雷特性，具删体地速说，超声彼波在份传播田中遇脸到相拍界面检时，蓬有一大部分薄反射号回来令，另盒一部竞分则梨折射霸入相缺邻介芳质中苏。但匙当它专由气惩体传往播到衫液体岔或固损体中侄，或世者由乐固体孤、液蹈体传残播到傍空气影中时再，由侧于介距质密演度相鸣差太托大而旧几乎践全部党发生施反射剧。因冈此，螺在容胸器底鄙部或脊顶部弦安装寒超声定波发歌射器旺和接哗收器亏，发淋射出筐的超竹声波趟在相爱界面斑被反莲射。擦并由笋接收饭器接趋收，急测出枣超声究波从冤发射碰到接讯收的爹时间报差，扭便可搬测出渐液位更高低。超声英波液扇位计按传云声介躺质不份同，可令分为气介卷式、液介葛式和固介鼠式三种肝；按探盐头的摔工作裹方式可分傅为自发说自收降的单昼探头安方式和收发宪分开效的双倾探头捉方式。相白互组册合可早以得伏到六芒种液水位计斧的方事案。侵图7-壶13为单探窃头超枣声波辉液位觉计。其浩中(a起)为气伪介式庸，(b菊)为液拣介式够。(c或)为固坚介式涨。(a年)气介筝式(b饭)液介膛式(c炭)固介脆式图7-继13单探摔头超椅声波尊液位畅计固介编式，液需要声有两取根金叉属棒脉或金更属管率分别秘作发良射波千与接稳收波盛的传廉输管陆道。在实系际测虑量中借，有袋时液撇面会产有气秀泡、奇悬浮玩物、锻波浪偷或沸告腾，以引起装反射茫混乱共，产崭生测凑量误爹差，赶因此殿在复歌杂情序况下区宜采慨用固侨介式在液位辱计，把它不虎会因想上述拼原因扎产生烟反射聋混乱处或声米速偏肃转。由图7-葱13看出表，超膝声波第传播宋距离革为L，波困的传括播速福度为C，传押播时匹间为△t，则睡：L是与搬液位歉有关乓的量蓝，故忍测出△t便可铺知液药位，△t的测辣量一陡般是橡用接述收到样的信握号触振发门采电路况对振婚荡器莲的脉坛冲进钟行计榴数来颗实现信。单探揪头液冻位计书使用多一个秀换能笼器，班由控炼制电茄路控跌制它愈分时盈交替赞作发朴射器澡与接脚收器某。双章探头幼式则池使用悲两个伤换能劲器分秩别作津发射料器和那接收裳器。超声赞波液贝位测脖量有基许多优点：(1驳)与介毒质不赏接触岁，无迟可动佳部件固，电盐子元则件只刺以声必频振闹动，兆振幅斤小，吵仪器鼻寿命愧长；(2哥)超声命波传寨播速哭度比候较稳共定，扯光线镰、介鸣质粘蹲度、盗湿度项、介业电常舌数、彼电导桐率、逗热导启率等啊对检搏测几腐乎无炭影响弓，因抛此适宝用于抓有毒示、腐筛蚀性励或高迹粘度屑等特促殊场买合的衡液位聚测量鹅；(3琴)不仅废可进毙行连永续测垫量和滨定点稼测量裂，还铃能方常便地鸣提供骆遥测虑或遥瓶控信劳号；(4扩)能测迹量高促速运基动或售有倾治斜晃狡动的歉液体忙的液弓位，汉如置毯于汽态车、瓦飞机乳、轮多船中将的液船位。但超液声波撤仪器恨结构寄复杂伍，价出格相涛对昂健贵；岗而且贫当超用声波传播车介质侵温度藏或密痕度发昆生变韵化，声速毕也将顶发生辅变化，对朝此超倦声波吉液位余计应烟有相望应的珍补偿关措施级，否舒则严淹重影悟响测泥量精筋度。穗另外挣，有些萝物质望对超赖声波惭有强哗烈吸阵收作效用，选斗用测屠量方晌法和借测量碍仪器菠时要轮充分俩考虑沟液位弓测量滨的具侨体情浪况和私条件由。7.心1.而7核辐己射法不同汽物质量对同陵位素纽奉射线转的吸恭收能界力不型同，年一般斩固体抄最强瓶，液少体次哲之，索气体里最差。当罢射线宰射入苹厚度恰为H的介扁质时粒，会副有一垫部分乓被介友质吸宾收掉缩慧。透谨过介个质的饭射线巩强度I与入闻射强窗度I0之间常有如咱下关嘉系：式中—吸收伞系数腰，条贷件固樱定时泽为常旗数。购上式翠可变的形为裹：因此测液泻位可姥通过北测量佩射线奥在穿吓过液不体时埋强度绿的变咱化量计来实歉现。核辐环射式沫液位弟计由辐射展源、接收絮器和测量享仪表组成课。辐各射源亭一般害用钴60或铯享，放趴在专容门的虑铅室骨中，犁安装滚在被捞测容侧器的漠一侧京。辐翠射源伍在结讽构上温只能越允许咳射线仓经铅茄室的风一个吴小孔工或窄看缝透童出。接收港器与继前置拳放大蜻器装寒在一冠起，起安装涉在被滥测容勾器另鲁一侧攻，您射翼线由怖盖革咏计数洪管吸灾收，甘每接密收到趟一个临粒腔子，坏就输低出一安个脉剩冲电创流。吗射线颗越强鬼，电挤流脉株冲数权越多谱，经备过积仇分电路路变暮成与胳脉冲难数成愈正比要的积化分电帽压，现再经网电流护放大抖和电率桥电仁路，冬最终集得到症与液长位相购关的搏电流帮输出容。图7-证14所示顺为辐掩射源男与接胀收器让均是扭为固战定安耻装方俭式的酒核辐窑射液腊位计完。其朋中(a讯)为长弓辐射匠源和漂长接树收器惠形式衡，输金出线此性度聪好；(b父)为点舟辐射戚源和悦点接查收器雀形式逝，输个出线则性度火较差敬。a)婚b塘)图7-晶14核辐贴射式功液位尤计1-放射狮源；2-接收属器辐射允式液锻位计再既可进苏行连广续测拆量，也可进禾行定里点发记送信底号和享进行另控制；射线兔不受迅温度友、压耗力、到湿度唐、电饺磁场怪的影助响，旅而且熄可以械穿透早各种租介质吐，包悬括固湖体，吓因此别能实席现完纷全非悬接触绢测量。这歼些特拥点使托得辐王射式推液位哀计适柿合于蹲特殊叮场合缘瑞或恶砌劣环坛境下醒不常忌有人卧之处漂的液胀位测隐量，苏如高丧温、下高压沿、强压腐蚀耍、剧蛮毒、述有爆窃炸性伏、易读结晶唤、沸寺腾状袭态介蚊质、炭高温头熔融冻体等桨的液章位测爷量。放但在缝使用滑时仍浪要注岔意控距制剂删量，夜作好港防护布，以艘防射库线泄静漏对老人体皂造成葵伤害羡。7.肝1.逼8微波宾法在电祸磁波叶谱中嫁将波建长为1～10渐00钓mm的电聋磁波猎称为微波。微波炉的特选点是在财各种弟障碍捎物上彼能产感生良胳好的视反射凝，具锁有良丘好的拨定向形辐射离性能桃；在全传输墨过程萌中受气到粉吩尘、挤烟雾番、火甩焰及毁强光闷的影灵响小适，具岛有很艳强的仇环境是适应秃能力日。1.反射捷式微考波液飞位计利用务微波洪反射袍的原铲理制忌作的芝液位缓计，可以灵连续塞检测今与实鄙现液证位定辫点控醋制。通笨常微赞波发湾射天演线倾仿斜一姿定的备角度舒向液邀面发帐射微欣波束糕，波曲束遇礼到液粗面即挥发生放反射为，反涨射微侦波束盒被微到波接疼收天躺线接踏收，环从而吉测定膛液位队，其集原理抬如图7-阻15所示是。图7-员15反射傲式微驴波液笛位计扰原理辞图微波毕接收兴天线曲接收扩到的殿微波庙功率茶为：式中H—着—两天冰线距遵料面持垂直裤距离验。由于猴发射括功率炼，波恐长惠天线养增益华都渗是保俘持稳傲定不洪变的正，故广上式固可简梁化为劳：式中——增益杆常数鬼，决爽定于胜微波输波长视、发衰射功退率及烫天线矿的增摘益；——距离牌常数薯，决发定于植天线腊安装浅的方突法与裤位置茫，主颠要是季距离蛇。可见直，只件要测努定了彩天线群接收讽到的羽微波筛功率蹦，液旅位犁就贡测量逮了，跑即微波锅功率星的测扰量通常杆可用勇热电没或热胃阻等释元件象，再吊配合缎相应延的测垫量电帅路，话最后牵经数梨据采宿集和怎信号骂处理乱根据分接收逮到的高微波满信号需功率偿，显仇示和缺输出结液位猫测量涝结果厘。也兼可用赠专门浑的微置波检秘波管涉（如2D竞V检波绿二极踢管）碍检波夜成直政流电判流由也微安欢表直续接显弊示。为保带证良虎好的抵方向含性，纷反射裹与接慨收天两线一钟般制吓作成傲扇形叫、角迹锥形闻或圆阳锥喇厚叭筒拥形，当张角硬最佳价值在40度－60度之真间；标还有锁一种单介质摸天线碗，方劝向性痰更好技。在测论量环浅境有大量样水蒸沃汽时，由嫌于水袭（蒸互汽）环会对别微波度产生僵强烈烦吸收构，因回此可扫能会挣对测味量结妖果产捕生较殃大的零影响看，对恢此应常该引辜起足挡够重精视。2.调频描连续赵波式成物位油计图7-箩16是目衔前在御工程份应用煎较多判的调冒频连亮续波夕式微痰波物祸位（块液位盈和料裹位）概计。图7-邮16调频掏式微霜波物章位计通常宿只需编将发布射、岸接收目天线叨装在稳被测畅料仓很（罐渡）上收方，郑即可蝴对物米位进愤行连办续测法量。瓣这种肥调频猎连续哥波式看微波住物位却计抗梯机械词噪声亚、电疮磁噪巷声能虫力强度，在碌高温乱、高唉压、避高粘专度情愉况下甩，可押连续著、快况速而刚准确孔地测鹅出目链标物姜体的臂物位涛值。调频明连续跑波式罗微波串物位典计工焰作原邪理如线图所7-嗓17所示滴。图7-男17调频白式微潮波液界位计原理挽示意败图调频糕固态个源产莲生等认幅的独无线室电波畜，其振荡认频率多在时稠间上保按调嚼制信侨号呈忽周期泼性变洲化，设无在某粉一瞬铺间频锋率为f2，由订反射晃器射培向测统量对姥象，区并由肢测量诸对象轧反射漫回来第，经禁过接缘瑞收器农接收素，输刷入混傲频器滋，在惊回波粗到达慨混频防器的坡瞬间摊，固怕态源庆的振阅荡频停率由撒于调萍制信亿号的故作用羞，较饲回波惕频率远已有闲了变互化，曲设为f1；它凝继续廉不断膏地射胡向测锡量对超象，定并有键一部血分作耻为本糟振荡破频率己耦合戏到混鞋频器弹与f1进行赏混频家。这房诚样，沸在混后频器拢的输附出端隔就产萍生了摸差频件△f，并绪且此存差频宴与反踢射器荒和接宜收器帽离测穿量对腔象的技距离L成正饼比，释测量苏出的很△f大小华也就斑可以达计算嘴得出毯距离L的数卫值。找设调用制信撞号波渔形为隔三角锤形，兼固态确源初输始频决率为f0，则狡固态辰源频味率变聪化规恳律为兴：式中者：T—危—调制倾波周伟期；F—喂—调制军波频捏率；——固态桥源初遍始频像率；——本振频率穴；——固态于源在性调制市信号1/掀2周期黄内的少频偏励范围机；——时间缓。回波绞频率四为歪：式中——回波求频率；——微波俗往返龟于被罩测对这象之零间的壤延迟宵时间Δt=库2L冰/C，C为光数速，L为被测谊距离吨；所以如，差渔频频川率埋为由上务式整是理得俗被测终距离L为从上洋式可惹以看电出被裤测距川离L与差渗频频马率猪成谦正比代。当举固态烫源的虑调制背频率F和频捉偏0一定辉时，嫌只要资测出示，骨就可根以计摔算得辽到L。当固领态工广作频系偏=3枯00政M堂Hz，调铁制频依率F=障1k后Hz慰,则有两：即被岩测距伏离L每变削化1疤m时，喜差频话频率谋为4脂kH迎z。采用虫三角删波双座重调幻玉制可进以克核服调看频式怖微波族物位宰计的赔部分钢固有涌误差缠；加检上采柳取其仿他措秧施，探微波怕物位针计的怕测量火精确槐度可涂达±1馅%。测铁量范滴围一粒般为0.颤5~量20达m，最闻大可衔达几派十米活（由青固态辽源发我射功振率大延小决凤定）俘以上践。7.诉1.视9磁电玻法利用汗磁电溪转换披原理狂进行弱液位扑测量华的磁骄致伸杜缩液蚊位计扯是近血年来浪推出饮的新领产品恒，图7-掀18为磁怜致伸同缩液鸡位计抬原理熟图。图7-去18磁致壳伸缩辱液位连计原趟理图该磁谱致伸盯缩液责位计视由探棍测杆（内寇装有途磁致菌伸缩粗线）历，电叉路单明元和淋浮子三部见分组险成。毒探测锐杆上仇端部肤的电猾子部铜件产纺生一个个低冶压电呼流“饥询问剑”脉果冲，卖该脉灰冲沿掌着磁毙致伸样缩线顺向下售传输满，并俊产生懂一个省环形潮的磁横场，颗同时本产生弯一个里磁场秋沿波仓导线符向下灭传播利；探疑测杆瞧外配恋有浮洪子，屯浮子忘随着勉液位亏变化茫沿测爱杆上禾下移钉动，林由于户浮子乡丰内有淡一组李磁铁猾，也现产生消一个遮磁场愉，当捎电流宗磁场暖与浮裂子磁助场两重个磁升场相酬遇时六，波厦导线这扭曲生形成级“返锄回”稿脉冲户，精殃确测挎量“兔询问侵”脉度冲到窝接受锡“返副回”配脉冲义的时段间，俩即可佣计算护得到单液位录的准顶确位他置。目前匀国内肠市场耀商品征化磁劫致伸痕缩液友位计妄测量渐范围尾大（逗最大栏可达20多米智），组分辨置力可膝达0.倾5阶mm，精粒度等块级0.孤2～1.竖0级左债右，誉价格咱相对越低廉耍。是粉非粘基稠、烫非高友温液那体液零位测雀量一奥种较断好和亡较为让先进员的测孝量方的法。7.慰1.沃10光学迷法激光均用于唱液位堡测量策，克裤服了沃普通权光亮须度差幼、方还向性牵差、橡传输哗距离安近、玻单色节性差照、易兔受干呢扰等垄缺点梨，使让测量婆精度从大为样提高醒。激光疼式液气位检足测仪由激扒光发氧射器钉、接课收器宏及测态量控宁制电赏路组砌成。朗工作覆方式擦有反盘射式瞎和遮嘱断式瘦，在佩液位箱测量郊中两涌种方逝式都细可使凉用，朱但一嗓般只用高作定遵点检市测控厨制，塌不易锦进行慎连续拾测量。图7-识19为反赔射式泻液位贪检测详原理煮图。7-鲁19反射演式激哥光液佣位检疮测原牌理图1-激光截发射雁器；2-上液座位接点收器毕；3-下液谜位接孙收器激光材发射鉴器发蛇出激皮光束图以一寻定角涉度照咬射到安被测巩液面泛上，潮经液韵面反深射到件接收倦器的拼光敏王检测浓元件州上。魂当液忆位在配正常耀范围映时，座上、铅下液箭位接翅收器餐光敏掉元件纷均无彩法接疏收到鹅激光捷反射想信号工；当声液面抬上升朋或下矩降到蚕上下龙限位伶置，柴相应患位置序的光轰敏检僚测元柴件产遭生信群号，筛进行担报警庄或推间动执铜行机疲构控脸制开桃始加著液或触停止折加液挎。激光报发射剖器有晚以红廉宝石哲为工撒作物逢质的争固体晌激光营器，钢也有徒氦－图氖气狡体激蝴光器崖及砷天化镓吐半导仇体激暂光器统；接左收器奥可用材光敏慕电阻安、光昼电二矮极管差、光否电三浑极管犹、光幸电管盖、光透电倍少增管概等各毒种光翠电元畅件。挤它们驼都能骂将光钻强信磨号转虹化为郑电信爹号。7.喊2料位逼检测碗方法由于烘固体轮物料冒的状绳态特缸性与伯液体义有些农差别稼，因毁此料牌位检段测既术有其随特有之的方满法，哭也有舟与液蔑位检躺测类钞似的缠方法境，但缸这些略方法暗在具吹体实篇现时词又略汪有差项别、雁本节这将介洞绍一箱些典带型的仗和常屡用的痕料位弃检测真方法忘。7.老2.免1重锤货探测更法重锤改探测草法原秧理示围意图捉如图7-驻20所示土。重鸡锤连体在与栽电机蚀相连晶的鼓羽轮上盏，电或机发粉讯使告重锤料在执杏行机范构控衫制下内动作喘，从掏预先也定好兔的原费点处扰靠自挣重开孝始下偶降，汁通过沸计数优或逻期辑控劳制记瞒录重乐锤下域降的门位置某；当努重锤瞧碰到大物料贝时，静产生绳失重兽信号支，控级制执耗行机沉构停合转——反转营，使兰电机轿带动摘重锤幅迅速貌返回峰原点倍位置胀。图7-后20重锤轰探测文式料番位计1-重锤韵；2-伺服蝇电机谷；3-鼓轮重锤卵探测第法是膀一种屈比较驾粗略涌的检钳测方休法，握但在恭某些请精度剂要求卖不高泻的场应合仍饰是一丹种简院单可探行的猪测量销方法沸，它阴既可萍以连运续测短量，脉也可诸进行害定点剧控制惠，通押常都用是用移于定抱期测柏定料境位。7.丹2.器2称重慎法一定店容积岭的容雾器内事，物置料重旦量与恒料位颜高度拒应当唱是成挥比例机的，坊因此毁可用驱称重浪传感舱器或锯测力喝传感犬器测孝算出变料位培高低城。图7-旋21为称司重式仔料位强计的颈原理付图。图7-夏21称重谈式料庭位计1-支承顿；2-称重某传感况器称重码法实捏际上忙也属库于比锻较粗豆略的颤检测砌方法饱，因慕为物殊料在舱自然菜堆积躁时有凭时会父出现略孔隙括、裂膀口或队滞留疯现象完，因品此一袋般也送只适绍用于和精度共要求注不高萍的场玩合。7.肃2.搭3电磁连法电阻乘式和啦电容钥式物危位计存同样键适用秀于料布位检很测，争但传驻感器牌安装蹄方法榴与液抱位测告量有骨些差虫别。1.电阻桂式物灯位计电阻恐式物部位计筑在料滴位检笑测中邀一般鸭用作侵料位床的定院点控面制，需因此象也称螺作电伙极接母触式贪物位攻计。厌其测弱量原涂理示态意图转如图7-容22所示庸。图7-劝22电极渠接触登式料汪位计1-绝缘央套；2、3、4-电极5-信号脆器；6-金属悲容器趁壁两支椒或多饭支用应于不灯同位易置控瓦制的葱电极顾置于多储料找容器垫中作歌为测谣量电隙极，卷金属碧容器昏壁作剃为另骗一电泰极。爷测量位时物戚料上老升或缓下降禽至某识一位伐置时爷，即净与相温应位哑置上剂的电驴极接监通或扔断开哪，使袭该路北信号被发生渴器发熊出报倾警或贺控制面信号旋。接触苹电极霉式料晋位计睬在测尽量时要求物料众是导债电介争质或窗本身闪虽不拘导电撇但含我有一奖定水悬分能喂微弱僻导电后；另新外它不宜品于测量塑粘附北性的景浆液耐或流卡体，战否则柜会因披物料谱的粘勉附而移产生给误信蜜号。2.电容选式料堡位计电容顺式料营位计暴测量让原理扛示意售图如摄图7-填23所示枣。其应按用非执常广绘泛，肠不仅犁能测窜不同丧性质蠢的液躬体，若而且击还能尖测量虫不同役性质巨的物秃料，聪如块维状、铲颗粒枝状、仁粉状嘉、导绕电性所、非谷导电敌性等予物料眉。但题是由于木固体胜摩擦胡力大郑，容雾易“罩滞留身”，严产生制虚假沃料位插，因玩此一巩般不枣使用苗双层汇电极番，而适是只盗用一浩根电邪极棒。图7-巴23电容掌式料缺位1-金属台电容市；2-测量遇电极闸；3-辅助弃电极库；4-绝缘秀套电容兰式料霞位计冈在测香量时较，物古料的携温度成、湿匀度、攻密度托变化窗或掺贴有杂桃质时模，会碌引起娱介电义常数懂变化剑，产散生测能量误席差。托为了减消除凉这一受介质婶因素协引起翻的测冤量误水差，虫一般属将一铲根辅背助电隔极始撞终埋淡入被两测物渣料中样。辅死助电鞋极与夸测量脉电极(也称袄主电艺极)可以锋同轴版，也侧可以星不同势轴。排设辅咳助电桐极长L0，它怠相对悟于料单位为故零时千的电浩容变颤化量童为：主电叶极的辞电容思变化畅量为土，炉则有谋：由于L0是常筐数，纳因此伤料位彼变化嚷仅与差两个咳电容剥变化车量之惹比有渡关，客而介慨质因篮素波政动所孝引起肆的电杠容变令化对为主电驰极与锅辅助双电极具是相醒同的猴，相倒比时泻被抵抵消掉伏，从核而起判到误油差补球偿作逮用。7.及2.列4声学宁法前面尖介绍猾过利炮用超江声波热在两腹种密翻度相牛差较抱大的偿介质娘间传来播时姑发生吸全反夜射的内特性萄进行抛液位盯测量认，这工种方齐法也坝可用心于料览位测骑量。更除此别以外悄，还可用卖声振兆动法毫进行剖料位涂定点胳控制。图7-架24为音驳叉式耍料位柔信号申器原搅理图累，它贝是由梅音叉雹、压夺电元纸件及种电子辰线路呀等组户成。菜音叉蜂由压阴电元渡件激鸭振，谣以一婚定频寒率振购动，寻当料肤位上狂升至秤触及胖音叉延时，僚音叉业振幅席及频证率急明剧衰畏减甚皆至停竹振，轧电子衫线路赞检测馒到信四号变愤化后懒向报认警器屠及控鲁制器俘发出测信号唤。这种俯料位剩控制惜器灵骑敏度镰高，纹从密拒度很伟小的链微小歇粉体迅到颗漫粒体由一般象都能蔬测量柱，但项不适政于测术量高企粘度灵和有供长纤饿维的熄物质筐。图7-等24音叉奖式料标位控蛮制器7.沙2.野5光学扬法光学葵法是氧一种絮比较腰古老蛙的料亮位控欢制方更法。突一般只用获来进疏行定缘瑞点控况制，工言作方剧式采溜用遮壮断式祥。在吨储料嫁容器巷一侧梁安装舞激光自发射旬器，移另一左侧安浆装接蜂收器铺，当赏料位政未达纤到控锄制位含置时反接收撤器能步够正茅常接泪收到耽光信冶号，梅而当腰料位等上升尿至控岗制位洞置时常，光勿路被夸遮断煮，接洗收器谈接收贤的信曾号迅需速减掘小，它电子丢线路祸检测取到信辈号变观化后稻转化由成报友警信剖号或千控制颂信号。与普扯通光寻相比龟，激润光仍医具有裳光的溜反射牲、透贯射、肆折射炼、