传感器及应用 第05章 压力、流量和物位传感器及应用.ppt

（1）差压式液位计工作原理 差压式液位计也属于静压式液位计的一种，它广泛适用于密封容器的液位测量。 图5-25 用差压计测量液位原理图 2.差压式液位计 如图5-25所示，设PA为密闭容器中的气相A点的静压(气相压力)，PB为液相B点的静压，H为液柱高度，ρ为液体密度。则A、B两点的压差为： △P=PA-PB =PA+Hρg-PA=Hρg 如果为敞口容器，则PA为大气压，则为： P=PB=Hρg 为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒及粘度大、易凝固等液体液位时，引压管线被堵、被腐蚀的问题，需要用法兰式差压变送器。如图5-26所示，容器经法兰、毛细管与变送器的测量室相通。其测量部分及气动转换部分的动作原理与气动差压变送器基本相同。 图5-26 法兰式差压变送器 测量液位原理图 （2）法兰式差压变送器原理 （3）零点迁移 利用差压变送器测量密闭容器液位时，由于现场的安装条件不同，存在零点无迁移、正迁移和负迁移三种情况。 当差压变送器的测量室与容器最低液位安装在同一水平面上时，式（5-18）成立，无零点迁移。 当差压变送器的测量室的安装位置低于容器最低液位h高度时，不论实际液位如何变化，差压计变送器输出为△P= Hρg+ hρg，即变送器的测量室总是增加了一个固定的压差hρg，需要抵消固定正值hρg的作用，其方法叫做正迁移。 当液位上的介质是可凝气体(如蒸汽)时，负压侧连通管中充满介质的冷凝液，为使连通管中液柱恒定，正压室的压力只随液位的变化而变化，在图中虚线所示部分装有截面积较大的平衡容器(又称冷凝器)。假定连通管中充满介质的冷凝液与容器中液体密度相同，则作用在变送器正、负压室的压差为△P=P1-P2= Hρg-（ H0-h）ρg。可见，无论实际液位如何变化，变送器测量室总是减少了一个固定的压差（ H0-h）ρg，抵消固定负值（ H0-h）ρg的方法叫做负迁移。 零点迁移的方法是用调整变送器的零点迁移弹簧，使液位由零变化到最高液位时，△P由零变化到最大差压△Pmax，变送器的输出从下限变化到上限。零点迁移弹簧的作用，实质是改变测量范围的上限值和下限值，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。 在差压变送器规格中，一般都注有是否带正、负迁移装置。型号后面加“A”的为正迁移，加“B”的为负迁移，必须根据现场要求正确使用。 5.3.3 超声波物位传感器及应用 超声波物位检测是利用超声波在两种物质的分界面上的反射特性，测量测量超声波传感器从发射超声脉冲开始到接收反射回波脉冲为止的时间间隔来实现的。 1.超声波物位传感器的类型与特点 （1）超声波物位传感器的类型 超声波物位传感器根据使用特点可分为定点式物位计和连续式物位计两大类；根据传感器放置位置的介质不同，超声波物位传感器可分为气介式、液介式和固介式三类；超声波传感器既可采用单探头，也可采用双探头。 （2）超声式物位传感器的特点（略） 2.超声波液位检测原理 几种超声波物位测量的结构原理如图5-30所示。 图5-30 超声波物位测量的结构原理图 超声波发射和接收换能器可设置在水中，让超声波在液体中传播。由于超声波在液体中的衰减比较小，所以即使发出的超声波脉冲幅度较小也可以传播。超声波发射和接收换能器也可以安装在液面的上方，让超声波在空气中进行传播，这种方式虽然便于安装和维修，但由于超声波在空气中的衰减比较厉害，因此用于液位变化比较大的场合时，必须采取相应措施。 采用单探头时，探头与液面的距离为 采用双探头时，探头与液面的距离为 超声物位传感器具有精度高和使用寿命长的特点，但若液体中有气泡或液面发生波动时有较大的误差。在一般使用条件下，它的测量误差为±0.1％，检测物位的范围为10-2～104m。 小结： 1.压力的定义、单位，压力传感器类别，压力传感器选择与使用。 2.流量的概念、测量方法，差压式、电磁式流量计的原理与使用，流量传感器的选择。 3.物位的感念、测量方法，静压式液位计、超声波物位计的原理与使用。 作业：5-4，5-6，5-7，5-12。 传感器及应用 第5章 要点： 1.压力的概念、测量方法、传感器的类别，压力计的选择与使用 2.流量的概念，流量传感器的类型，差压式流量计的投运，电磁流量计的特点与使用注意问题 3.物位的概念、测量方法、零点迁移，超声波物位计的应用 第5章 压力、流量和物位传感器及应用 压力、流量、物位、成分和温度五种物理量统称为过程量或热工量，在化工、印染、冶金等工业生产领域全都是依靠传感器和自动化仪表进行自动检测和控制的。其中，流量和物位也都可以用压力传感器来测量。 主要内容 ● 5.1 压力传感器及应用