检测技术 教学课件 作者 郑华耀 第六章 物位的测量.pptx

第六章　物位的测量第一节　概　　述第二节　压力法测量液位第三节　浮力法测量液位第四节　电磁法测量液位第五节　其他液位检测方式第一节　概　　述图6-1　玻璃管液位计a) 开口容器液位测量　b) 密闭容器液位测量1—观察管　2—标尺　3—旋风阀第二节　压力法测量液位一、压力的测量方法二、差压式液位计一、压力的测量方法1. 压力表式液位计2. 法兰式压力变送器3.吹气式液位计1. 压力表式液位计图6-2　压力式液位计a) 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2. 法兰式压力变送器图6-2b所示的方法是将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。由于采用法兰式连接，且介质不必流经导压管，因此可用来检测有腐蚀性、易结晶、粘度大或有色的介质。3.吹气式液位计如图6-2c所示，吹气式液位计原理是测取被测液位静压的方法。吹气管插入被测液体近底部处，通入压缩空气，调节旋塞阀使管中始终保持有少量气泡从液体中逸出(大约每分钟150个左右)，由于气泡量微，可认为容器中液体静压与气泡管内压力近似相等。二、差压式液位计图6-3　差压式液位计原理图第三节　浮力法测量液位一、钢带浮子式液位计二、浮球式液位计三、浮筒式液位计四、磁性浮子式液位计一、钢带浮子式液位计图6-4　钢带浮子式液位计1—浮子　2—钢带　3—重锤一、钢带浮子式液位计图6-5　远传浮子式液位计1—重锤　2，5—鼓轮　3—齿轮4—自整角机　6—浮子　7—计数器二、浮球式液位计图6-6　杠杆式浮球液位计1—浮球　2—浮球臂　3—波纹管　4—指示机构四、磁性浮子式液位计图6-7　浮筒式液位计1—铁心　2—差动变压器3—平衡弹簧　4—浮筒四、磁性浮子式液位计图6-8　磁性浮子式液位计1—指示翻板　2—磁性浮子3—连通容器第四节　电磁法测量液位一、电阻式液位计二、电感式液位计三、电容式液位计一、电阻式液位计图6-9　电阻式液位计1—电阻棒　2—绝缘套　3—测量电桥一、电阻式液位计一、电阻式液位计图6-10　电感式液位控制器1、3—上下限线圈2—浮子二、电感式液位计电感式液位计利用电磁感应现象，液位变化引起线圈电感变化，感应电流也发生变化。同样电感式液位计既可进行连续测量，也可进行液位定点控制。图6-10为电三、电容式液位计1. 检测原理 2. 安装形式 3. 电容的测量电路 1. 检测原理 在液位的连续测量中，多使用同心圆柱式电容器，如图6-11所示。同心圆柱式电容器的电容量为C=2πεLln(D/d) (6-12)式中，D、d为外电极内径和内电极外径(m)；ε为中间介质的介电常数(F／m)，ε=ε0εr, 其中ε0＝8.84×10-12F／m，为真空介电常数；εr为介质的相对介电常数；L为两极板相互重叠的长度(m)。液位变化引起等效介电常数ε变化，从而使它的电容量变化，这就是电容式液位计的检测原理。2. 安装形式 图6-11　同心圆柱式电容器2. 安装形式 图6-12　单极电容液位计3. 电容的测量电路 (1) 高频交流电桥法　图6-13为高频交流电桥原理图，L3、L2和C1、Cx分别组成电桥的两个电感臂和两个电容臂，Cx为被测电容，C1为可调电容，用以调整电桥相位平衡，可变电阻R1调整电桥的电阻平衡，量程电阻Re调整电桥测量范围，扼流圈L0起高频滤波作用。(2) 充放电法　高频交流电桥电路简单、调节方便，但易受导线电容及分布电容的影响，测量精确度与线性度都不高。3. 电容的测量电路 图6-13　高频交流电桥(2) 充放电法　图6-14　充放电法测量原理框图(2) 充放电法　图6-15　充放电法前置放大器电路(2) 充放电法　图6-16　环形二极管桥路第五节　其他液位检测方式一、超声波法测液位二、 光学法测液位三、核辐射法测液位四、微波法测液位一、超声波法测液位1)与介质不接触，无可动部件，电子元件只以声频振动，振幅小，仪器寿命长。2)超声波传播速度比较稳定，光线、介质粘度、湿度、介电常数、电导率、热导率等对检测几乎无影响，因此适用于有毒、腐蚀性或高粘度等特殊场合的液位测量。3)不仅可进行连续测量和定点测量，还能方便地提供遥测或遥控信号。4)能测量高速运动或倾斜晃动的液体的液位，如置于汽车、飞机、船舶的容器中液位。一、超声波法测液位图6-17　单探头超声波液位计a) 气介式　b) 液介式　c) 固介式二、 光学法测液位图6-18　反射式液位