第三章第四节物位检测及仪表.pptVIP

第四节 物位检测及仪表 一、概述 1.定义:液位、料位、液体的分界面称为物位。 2.物位测量的目的 (1).对物位测量的绝对值要求非常准确,借以确定容器或 储存库中的原料、辅料、半成品或成品的数量。 (2).对物位测量的相对值要求非常准确,要能迅速正确反 映某一特定水准面上的物料相对变化,用以连续控制生产 工艺过程,即利用物位仪表进行监视和控制。 3.物位检测仪表的分类(按工作原理) (1).直读式物位仪表:利用连通器原理,通过与被测容器相连 的玻璃管来直接显示液位高度。玻璃管(玻璃板)液位计等。 (2).差压式物位仪表:利用液柱或物料堆积对某定点产生 压力的原理而工作。有压力式和差压式物位仪表。 (3).浮力式物位仪表:利用浮子高度随液位变化而变化的 原理而工作。 (4).电磁式物位仪表:使物位的变化转换为一些电量的变化, 通过测电量的变化来测知物位。分为电阻式(电极式)、 电容式和电感式。 (5).核辐射式物位仪表:利用核辐射透过物料时,其强度随 物质层的厚度而变化的原理而工作。 (6). 声波式物位仪表:由于物位的变化引起声阻抗的变化、 声波的遮断和声波反射距离的不同的原理而工作。 (7).光学式物位仪表:利用物位对光波的遮断和反射原理 而工作。 1.工作原理:利用容器内液体产生的静压力与液位高度成 正比的原理。 测量液位时,当H=0时,Δp=Z0≠0,称为零点迁移。当Z00 时,为正迁移,当Z00 时,为负迁移。Z0称为零点迁移量。 当H=0时,Δp=Z0= -(h2-h1)ρ2 g0,为负零点迁移量, 变送器的输出I04mA。 H=Hmax时,Δp=ρgHmax+Z0, 变送器输出I020mA。 超出了正常输出信号范围 (4-20mA)。 为了使H=0时, I0= 4mA H=Hmax时, I0= 20mA。 必须抵消Z0的作用。 采用零点迁移的办法。即调节仪 表上的迁移弹簧,以抵消Z0的影响。 p+=p0+ρgh+ρgH , p-=p0 Δp=p+- p-=ρ gh+ρgH Δp-变送器正.负压室的压差； 当H=0时,Δp=Z0=ρgh0, 变送器的输出I04mA； 当H=Hmax时,Δp=ρgh+ρgHmax, 变送器输出I020mA。 通过零点迁移弹簧来实现的。 组成:由法兰式测量头(金属膜盒).毛细管和变送器组成。 分类:单法兰式和双法兰式。 当液位为零时,仪表调整零点(或在某一起始液位调零也可), 其零点的电容为： 电容量变化与料位升降的关系为: 电容物位计的传感器特点:结构简单、使用方便。 因电容变化量不大,要精确测量,常通过电子线路将电信号放大后再进行测量。 还应注意介质浓度、温度变化时,其介电系数也要发生变化,以便及时调整仪表,达到测量目的。 四、核辐射式物位计 测量原理:放射性同位素的辐射线射入一定厚度的介质时, 部分粒子因克服阻力与碰撞动能消耗被吸收,另一部分粒 子则透过介质。射线的透射强度随介质厚度增加而减弱。 关系式： μ-介质对放射线的吸收系数； H-介质层的厚度; I-穿过介质后的射线强度。 不同介质吸收射线的能力是不同。 固体吸收能力最强,液体次之,气体最弱。 特点:核辐射线特性不受温度、湿度、压力、电磁场等影响,适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量,还可测量高温融熔金属的液位。所以可在高温、烟雾、尘埃、强光及强电磁场等环境下工作。但放射线对人体有害,使用范围受到限制。 * 3.物位检测仪表的分类(按工作原理) p1=p+ρgH, p2=p Δp= p1- p2=ρgH 二、差压式液位变送器 如图,隔离液密度ρ2 ρ1(被测 介质的密度) (1).负迁移 2.零点迁移问题 二、差压式液位变送器 p+=ρ2 gh1+ρ1 gH+ p0 p-=ρ2 gh2 + p0 Δp=p+- p-=ρ1gH-(h2-h1)ρ2g Δp–变送器正.负压室的压差； H–被测液位高度。 对于DDZ-Ⅲ型差压变送器,输出信号为4~20mA。 + Qo Qi ·PA P0 P0 H P+ P- - (1).负迁移 在无迁移时: H=0 →Δp=0 →I0=4mA(差压变送器的输出) →起始点为零。 H= Hmax →Δp=Δpmax →I0=20mA。 (1).负迁移 Δp=p+- p-=ρ1gH-(h2-h1)ρ2g (2).正迁移 因取压点与差压变送器安装不在同一高度,引起的附加压差Z0,使液位起始值不为零。 超出正常输出范围(4mA-20mA)。 为了抵消Z0的影响,在差压变送器上 增加零点迁移弹簧。 零点迁移的实质 如图曲线a为无迁移。