第9章液位测量

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,第四级,第五级,*,第九章 液位测量,第,1,节 概述,液位测量的目的,：,确定容器内物质的储量；计量物质消耗；保证连续生产和设备安全。,液位测量在热能动力机械中的应用,：,监测锅炉汽包水位、储罐中液化气的液位、燃油和润滑油的油面高度等。,液位测量主要方法,：,浮力式，差压式，电容式，电阻式，电感式，热感式，,射线式（激光，红外线，超声波，微波,等）,液位测量方法的选用,：,根据液体性质、容器特性、使用条件和要求确定,第,2,节 差压式液位测量法,一,.,基本原理,流体静力学平衡方程,1.,开口容器：,2.,闭口容器：,可见,:1.,液位高度,H,与差压,p,成正比；,2.,密度对差压式液位测量有较大影响。,二,.,用差压式液位计测量锅炉汽包水位,差压式液位计测量受水、汽密度变化影响，需要采取补偿措施。,双室平衡容器结构：汽包，宽容器（水位高度,L,恒定），差压计。,水位,压差转换原理,采用保温措施后，,1,=,2,=,w,同样的水位,H,产生的,p,液位计指示的液位高于实际液位,液位计在锅炉额定压力下进行刻度。,当锅炉运行压力高于额定压力时，,液位计指示的液位高于实际液位；,当锅炉运行压力低于额定压力时，液位计指示的液位低于实际液位。锅炉起停时，指示液位将低,40-150mm,水位高度的影响,2.,误差分析,汽包压力,p,的影响,上式说明：低水位时，上述汽包压力对指示液位的影响更大。,具有压力补偿作用的中间抽头平衡容器,L,，,l,的取值应使：,在设计水位,H,0,时，锅炉处于额定压力和最低工作压力时的液位计差压,p,相等；,水位最低,(H=0),锅炉工作压力也最低时，,p=,p,max,p,max,-,液位计的满量程。,具有压力补偿作用的中间抽头平衡容器与双室平衡容器相比：,在设计水位,H,0,时，锅炉压力对液位计指示差压的影响可以大大地减小；,在非设计水位,H,，锅炉压力对液位计指示差压仍有影响，但测量准确度已有很大的提高。,第,3,节 电容式液位测量法,测量导电液体的电容式液位传感器,结构：,不锈钢棒（带聚四氟乙烯绝缘套）电极，,导电液体，容器,工作原理：,不锈钢棒和导电液体构成电容器的两极，,电容与液体高度成正比。,式中：,-,绝缘套介电常数，,适用范围,：电导率大于,0.01S/m,且粘度不大的液体。,二、测量非导电液体的电容式液位传感器,结构：,互相绝缘,的内外,不锈钢电极,，,不导电液体,在电极间起,绝缘,作用。,外电极,上有孔便于,液体进出,。,工作原理：,液位变化，电极间充填液体的介电常数发生变化，引起电容变化。,式中：,，,0,液体，空气的介电常数，,适用范围：电导率小于,10,-9,S/m,且粘度不大的液体。,第,4,节 电阻式液位测量方法,一、电接点液位计,原理：,利用物质液态和气态的电阻率相差悬殊的特性指示液位。,结构：,测量筒，电接点，指示灯，,电源。,特点：,不受被测液体的压力、温度、密度的影响；,非连续测量,应用：,锅炉、太阳能热水器等,二、热电阻液位计,原理：,利用热电阻丝在液体和气体中的换热系数不同温度不同导致电阻改变来指示液位。,结构：,用途：,液位指示，报警,。,定点式热电阻液位饱经原理,:,热电阻丝,1,置于,H,0,处，液位高度,H,HR,0,灯亮,HH,0,时，,R,S,R,0,灯暗,第,5,节 光纤传感器在液位测量中的应用,一、全反射型光纤液位计,结构：,棱镜，光纤，光源，光电检测器,两根光纤,一端,烧结,棱镜,，另一端分别,光源,和,光电检测器耦合,构成,发射光纤,和,接受光纤,。,棱镜的角度设计,：,在空气中符合全反射条件，接受光强大；,在液体中不符合全反射条件。棱镜一浸入液体，大部分入射光进入液体，接受光强骤减。,特点,：,灵敏度高；,电绝缘性好，防爆。,用途,：易燃易爆液体的定点液位报警器,适用范围：,对棱镜无粘附性的液体,二、浮沉式光纤液位计,机械转换部分,：浮子，重锤，钢索，计数齿盘。齿盘转过的齿数与液位成正比。,光纤光路部分,：光源，等强度分束器，光纤和光电检测器。,功能,：判定齿盘转动方向，通过,A,B,两组光纤头 错开一个小角度实现；,计测齿盘转数。,电子电路部分,：光电转换及放大电路，逻辑控制电路，可逆计数器及显示电路。,A,B,其他液位计：,磁翻转式液位计,浮球式液位计,