第四章液位检测.ppt

1、恒浮力式液位计 1）、浮子重锤液位计 2）、浮子钢带液位计 3）、浮球式液位计 4）、翻板式液位计 2、变浮力式液位检测 一般情况下，h△x, H≈h A:浮子截面面积 弹簧被压缩 产生的位移量 h 弹簧(桶)的位移改变量 当液位变化时，使浮简产生位移，其位移量△x与液位高度H成正比关系；通过差动变压器使输出电压与位移成正比关系。 液位高度 二、电气式液位检测 把敏感元件做成一定形状的电极置于被测介质中，则电极之间的电气参数，如电阻、电容等，随物位的变化而改变。这种方法既可用于液位检测，也可用于料位检测。 根据电气参数的不同，可分为电阻式、电容式和电感式等。目前电容式为最常见。 1、电容式物位计 灵敏度 可用于非导电液体的液位检测，也可用于固体颗粒的料位检测。 Ri ε1 ε3 若被测介质为导电性液体，对于这种介质的液位检测，电极要用绝缘物，介电常数为ε3(如聚乙烯)覆盖作为中间介质，液体和外圆筒一起作为外电极。 三、声学式液位检测 利用超声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性来检测物位。 超声波？特点？ 声波是一种机械波，是机械振动在介质中的传播过程，当振动频率在可以引起人的听觉范围的波，称为闻声波；更低频率的机械波称为次声波；20kHz以上频率的机械波称为超声波。作为物位检测，一般应用超声波。 超声波特性1 可以在气体、液体及固体中传播 在常温下空气中的声速约为334m／s，在水中的声速约为1440m／s，而在钢铁中约为5000m／s。 声速还与介质所处的状态(如温度)有关。例如理想气体的声速与绝对温度T的平方根成正比，对于空气来说影响声速的主要因素是温度，并可用下式计算声速的近似值 声波在介质中传播时会被吸收而衰减，衰减的程度与介质性质有关：气体中衰减最大，液体其次，固体中衰减最小， 声波在介质中传播时衰减的程度还与声波的频率有关，频率越高，声波的衰减也越大，因此超声波比其他声波在传播时的衰减更明显。 超声波特性2 声波传播时的方向性随声波的频率的升高而变强，发射的声束也越尖锐，超声波可近似为直线传播，具有很好的方向性。 当声波从一种介质向另一种介质传播时，因为两种介质的密度不同和声波在其中传播的速度不同，在分界面上声波会产生反射和折射，声波从液体或固体传播到气体，或相反的情况下，几乎全部被反射。 超声波特性3 超声波液位计几种测量原理 适用于有毒、有腐蚀性液体液位的测量，精度一般为0.1级。当测量含有气泡，悬浮物的液位及被测液面有很大波浪时，使用较困难。 四、 热学法 在冶金行业中常遇到高温熔融金属液位的测量。由于测量条件的特殊性，目前除使用核幅射法外，还常用热学方法进行检测。它利用了高温熔融液体本身的特性，即在空气和高温液体的分界面处温度场出现突变的特点，用测量温度的方法间接获得高温金属熔液液位。热学法按温度测量转换原理的不同，通常又分为热电法和热磁感应法。 5.1 热电法 热电法采用热电偶测量温度场，右图为热电偶测量高温金属熔液液位原理图。 图中:a-容器壁；b-凝固金属 ；c-钢水；d-热电偶。 在容器壁上选定一系列测量点，装上热电偶，并将各测点上热电偶的输出记录下来，得到如图所示的温度-电势分布曲线，曲线上反映出第7个和第8个测点之间产生了温度突变，因此液面就在第7与第8测点之间。 温度-电势分布图 热电偶测液位只是一个较为粗略的测量方法，精度一般不高；而且精度与热电偶分布、安装情况有关。适当减小各热电偶的间距、增加测量点，则可提高金属液位测量分辨力和测量精度。 另外，热电偶工作端与容器的接触点要细而牢固，为此可将热电偶丝焊在容器壁上，由容器壁充当热电偶的另一极。 这种测量方法虽然精度不高，但很可靠；在连铸机结晶过程等应用场合中，仍是一种很适用的液位检测控制方法 5.2 热磁感应法 热磁感应法也称热磁敏法. 前面热电法测温元件为一组耐高温热电偶，它们把金属熔液液面处温度场出现变化转换为电势大小的变化； 热磁感应法测温元件为一组热敏磁性元件，把金属熔液液面处温度场出现变化转换为电抗（电感）大小的变化。 5.3微波法 在电磁波谱中将波长为1-1000mm的电磁波称为微波。微波的特点是在各种障碍物上能产生良好的反射，具有良好的定向辐射性能；在传输过程中受到粉尘、烟雾、火焰及强光的影响小，具有很强的环境适应能力 。 1、反射式微波液位计 ?利用微波反射的原理制作的液位计，可以实现连续检测与液位定点控制。通常微波发射天线倾斜一定的角度向液面发射微波束，波束遇到液面即发生反射，反射微波束被微波接收天线接收，从而测定液位，其原理如上图 2. 调频连续波式物位计? 通常只需将发射、接收天线装在被测料仓（