常见物位检测仪表课件

刘玉长,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,物位检测仪表,物位，料位、液位和分界面的统称,。,通过对物位的测量，不但可确定容器内贮料的数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算，亦可保证生产过程在安全和合理状态下顺利进行。,由于被测物料的性质千差万别，物位测量方法很多，本章主要介绍工厂中常用的物位检测仪表的原理与应用。,物位检测仪表物位，料位、液位和分界面的统称。,物位检测仪表,差压式液位计,电容式物位计,辐射物位检测,超声波液位计,物位检测仪表,一差压式液位计,测量原理,：利用容器内液位变化时，由液柱高度产生的静压也相应变化的原理工作的，用差压计测得的差压与液位高度成正比，常用来测量敞口容器和密封容器的液位。,使用注意事项,：习惯上应使变送器输出信号与液位相对应,(,如液位范围,0-,H,，则差变输出的,I,min,正好对应,0,液位，而,I,max,对应,H,),，使用时可能需对差压变送器进行零点迁移。,一差压式液位计 测量原理：利用容器内液位变化时，由液柱高度产,一、敞口容器的液位检测,如图所示，差压变送器两端差压,P,为：,P,=(,h,+,h,1,+,h,2,),g,=,hg,+,Z,0,(,Z,0,0,),显然可由差压信号得到液位。但为使变送器输出信号,(,这里是,4-20mA),正好对应液位,(0-,H,),，要进行零点正迁移,(,),。,一、敞口容器的液位检测如图所示，差压变送器两端差压P为：,为什么要进行零点迁移的实例说明,设前页图中,H,=0.5m,，,h,1,+,h,2,=0.2m,，则根据,H,选,DDZ-III,差变量程为,0,4.905kPa(,0.59.81,),，而,Z,0,=1.962kPa,。若不迁移，则当,h,=,H,时,，,P,=6.867kPa,，,I,0,20mA,，已超出差变正常使用范围。需采取措施解决此问题：,方法一,：另选大量程差压变送器【缺点：会降低测量精度】。,方法二,：进行零点迁移。,将变送器的零点正向迁移到,Z,0,=1.962kPa,的位置，迁移后，上、下限变为,1.962kPa,和,6.867kPa,，但量程不变，仍为,4.905kPa,，输出仍是,420mADC,。,显然,进行零点迁移方法为最佳方案。,为什么要进行零点迁移的实例说明设前页图中H=0.5m，h1,特性曲线平移而曲线斜率不变称为,零点迁移,。分为,零点正迁移（,Z,0,0,）、零点负迁移（,Z,0,0,）,两种类型。,其实质是,改变上下限，而不改变量程的大小,。,不同的变送器，实现零点迁移方法不一样。如机械式差压变送器，通过调零弹簧实现；而现在智能型差压变送器，可通过外部手持终端直接输入数字即可实现。,特性曲线平移而曲线斜率不变称为零点迁移。分为零点正迁移（Z,a,无迁移,b,负迁移,c,正迁移,a无迁移 b负迁移,二、密闭容器的液位检测,测量密闭容器中的液泣，差压变压器的正压室仍与容器的下部取压点相连，低压室则与容器的密闭空间相连通。,(a),差压变送器的安装；,(b),零点负迁移示意图,二、密闭容器的液位检测 测量密闭容器中的液泣，差压变压器的,三、特殊介质液体液位测量,某些特殊液体，如腐蚀性、含固体颗粒、易结晶、易沉淀或粘度大等液体的液位测量，不能采用普通差压变送器而只能采用,法兰式差压变送器,【因为容易造成堵塞或差变损坏】。,法兰测头是一不锈钢膜盒，膜盒内充以硅油，用毛细管引到差压变送器的测量室。,法兰式差变测量液位,1-,平法兰接头，,2-,毛细管，,3-,差变，,4-,插入法兰接头,三、特殊介质液体液位测量某些特殊液体，如腐蚀性、含固体颗粒,二 电容式物位计,一、检测原理,圆筒形电容器的电容量,C,为：,C,=2,L,/ln(,D/d,)=,kL,可见当将电容传感器插入被测介质中，电极浸入介质中的深度随物位高低而变化，电极间介质的升降，必然改变两极板间的电容量，从而可以测出物位。,圆筒形电容器,1-,内电极；,2-,外电极,二 电容式物位计 一、检测原理圆筒形电容器,二、电容物位传感器,(,一,),导电液体电容传感器,水、酸、碱、盐及各种水溶液等导电液体电容液位传感器一般用直径为,d,的不锈钢或紫铜棒做电极，外套聚四氟乙烯塑料绝缘管或涂以搪瓷绝缘，如图。电容传感器插在直径为,D,0,容器内的液体中，通过检测传感器电容变化量即可知液位的高低。,导电液体液位测量,1-,内电极；,2-,绝缘套管；,3-,容器,二、电容物位传感器(一)导电液体电容传感器导电液体液位测量,由图可知当液位由零变化到,H,时，电容传感器的电容变化量,C,X,为,式中,为绝缘套管或陶瓷涂层的介电系数,；,0,为绝缘套管和空气共同组成电容的等效介电系数；,S,为传感器灵敏度系数。,由图可知当液位由零变化到H时，电容传感器的电容变化量CX为,(,二,),非导体液体电容传感器,非导电液体，不要求电极表面绝缘，可以用裸电极作内电极，外套以开有液体流通孔的金属外电极，通过绝缘环装配成电容传感器。,1-,内电极；,2-,外电极；,3-,绝缘环,(二)非导体液体电容传感器 非导电液体，不要求电极表面绝缘,(,三,),粉粒状物料电容传感器,在测量粉粒状非导电介质如矿石、合金、石灰、干燥水泥、粮食等的料位，是长期困扰的难题，至今还没有一个准确可靠的测量方法。,电容式料位计原理,a),金属料仓；,(b),水泥料仓,1-,内电极,;2-,金属容器壁电极,;,3-,钢丝绳内电极,;4-,钢筋,;5-,绝缘体,(三)粉粒状物料电容传感器 在测量粉粒状非导电介质如矿石、,三、射频导纳电容物位计,射频导纳电容物位计是上世纪,90,年代发展起来的，是电容物位计的换代产品，它是由检测与变送两部分组成，检测部分由探头作为电容器的一极，容器壁,(,或辅助电极,),构成电容传感器。,它的电路和传感器独特，克服了一般电容传感器单纯测量电容所引起的误差。几乎可测量生产过程中所有介质的物位或液位，不受温度、湿度、流体粘度与密度变化的影响。,三、射频导纳电容物位计射频导纳电容物位计是上世纪90年代发,三 辐射物位检测,一、检测原理,核辐射强度随穿透物质厚度,H,而变的规律为,I,=,I,0,e,-,H,(,朗伯,-,比尔定律,),式中,I,、,I,0,射线透过介质后与射入介质前的强度；,介质对射线的吸收系数。,当放射源强度、被测介质一定时，则介质厚度,H,与射线强度,I,的关系为,:,H,=(ln,I,0,-ln,I,)/,上式表明，测出透过介质后的射线强度，便可求出被测介质的厚度,H,。,三 辐射物位检测 一、检测原理,放射性物位计原理框图,放射性物位计主要由放射源、接收器和显示仪表组成：,放射性物位计原理框图放射性物位计主要由放射源、接收器和显示,二、物位检测方法,放射性物位计检测物位的方法，一般为有定点检测和自动跟踪等方式。根据被测对象的实际需要，放射源可有多种安装方式，以适应不同的物位检测和控制的要求。,(,一,),定点放射源检测法,点状放射源与接收器固定在设备的一定位置上。,1-,放射源,2-,接收器,二、物位检测方法 放射性物位计检测物位的方法，一般为有定点,(,二,),跟踪检测法,跟踪式放射性物位计既保持了定点检测方式的优点，又可实现连续测量，并且量程可以很宽，但仪表的结构较复杂。,跟踪式放射性物位计原理图,1-,放射源，,2-,接收器，,3-,导轨，,4-,放大器，,5-,执行器，,6,，,7-,自整角机发送接收器，,8-,显示仪表，,9-,远传指示仪表,(二)跟踪检测法 跟踪式放射性物位计既保持了定点检测方式的,放射性物位计的特点,优点：,(1),检测元件,(,放射源,),不与被测介质直接接触；,(2),放射源的辐射不受介质温度、压力等的影响；,(3),适用性广【高压、高温、低温等容器中的高粘度、强腐蚀性、易燃、易爆等介质的物位、介质分界面、散料、块料的料位以及特殊环境下的物位厚度测量】。,不足：,是射线对人体有危害，使用时必须采取严格的防护措施。,放射性物位计的特点优点：,四 超声波液位计,超声波液位计是利用回声测距原理工作的，与前述雷达物位计有许多相似之处。,根据超声波传播介质的不同，超声波液位计分为液介式、气介式和固介式三种。,(a),液介式,(b),气介式,(c),固介式,1-,换能器；,2-,容器；,3-,金属波导棒,四 超声波液位计 超声波液位计是利用回声测距原理工作的，与,超声波物位计特点,超声波物位计是不接触测量法，避免了被测介质的种种干扰和影响，适用于有毒、腐蚀性强、粘度高等介质的液位测量或报警。,超声物位计的缺点是声速受介质的温度和压力的影响，介质的翻腾、气泡和浪涌也会使声波乱反射而产生测量误差，使其应用受到限制。,超声波物位计特点超声波物位计是不接触测量法，避免了被测介质,结束,谢 谢,!,结束,