第3章物位2.ppt

测量仪表与自动化 - 第3章 第一节 引 言 1、物位： 是由于介质密度不同而形成的分界面。 包括液位、界位、料位。 2、物位测量的意义： A.确定储罐中的储量； B.监测设备物位，以维持正常生产； C.调节流入流出物料的平衡。 1）直读式：利用连通器原理； 2）静压式：利用静压平衡原理； 3）浮力式：利用浮力原理； 4）电气式：电极式、电容式、电磁式、光电式； 5）反射式：雷达式、超声波式； 6）射线式： 液相-油 气相 液相-水 固相-沙 料 位 界 位 液 位 空高 一、物位测量的内容及意义 3、物位检测方法 二、玻璃液位计 测量低压常温透明液体。 玻璃管用特殊阀连接，具有玻璃管密封、清洗、自动闭锁作用。 内外温差大时需修正： 量程300～1200mm；工作压力≤1.6MPa，耐温400oC。 1、玻璃管液位计 测量较高压力温度的液体。 结构：玻璃板、金属框、连通阀 类型：透光式、折光式。 折光式：只有正面玻璃，其反面有楞槽。 透光式：两块玻璃板间通液体。液体粘附时界面不清。 液相折光率大-光线被折射-发暗；粘附层较薄，形不成折射，分界面明显。 2、玻璃板液位计 量程500～1700mm；工作压力≤5MPa，耐温400oC。 类型：恒浮力式；变浮力式 一、恒浮力式液位计 1、浮标式液位计 第二节 浮力式液位计 原理：稳定时，浮标上力平衡。G = W- F 当H↑→F↑→G W-F →合力使浮标↑→ 浮标浮出液体F↓→不平衡力↓...... 直到重新力平衡G = W- F 。同时浮标通过钢绳带动平衡锤移动，指示H。 结构：浮标、钢绳、滑轮、平衡锤、标尺。 特点：简单直观，误差大（滑轮、摩擦，钢丝绳热胀冷缩）。 改进-增大浮子面积 2、浮球式液位计 特点：用于高压、高温、高粘介质，。 量程(300～500mm) 结构：浮球、连杆、密封输出轴、平衡锤。 原理：力矩平衡原理（略）。 类型:内浮球式、外浮球式、浮球液位变送器。 问题:轴-填料-轴套结构摩擦产生测量误差。 结构：连通管、磁性浮子、磁性翻板(柱) 特点：结构牢固、工作可靠、显示直观； 精度较低，可测高温、高压、不透明液体。 原理：磁性浮子?随液位h升降?吸引磁板翻转 液面以下 ?红面向外翻； 液面以上 ?蓝面向外翻 红(液)-蓝(气)分界处表示液位。 3、磁翻转液位计 4、浮子钢带液位计 组成： 1）传感变送器（浮标、滑轮、齿孔钢带、恒力盘簧、就地指示器） 2）显示仪表。 浮子 齿孔钢带 滑轮 滑轮 链轮 卷带轮 盘簧 盘簧轮 传动机构 发信器 就地 指示器 盘簧对钢带-- 浮子拉力基本不变，保证测量精度。 原理：力平衡原理 H↓浮标↓ →钢带→拉卷线轮顺转P →卷入盘簧→盘簧拉紧； H↑浮标↑ →钢带变松→盘簧缩回→卷线轮逆转Q →收回钢带。 钢带移动→驱动链轮转动→传动机构→指针转动→指示液位。 二、变浮力式液位计 1、测量原理 检测元件——圆柱沉筒截面积不变。 浮力 F=ρgA.h 与浸没深度 h 成正比。 H=0时，浮力F=0，杠杆拉力 f = W。 H↑→F↑→↓f -Δf →浮筒向上位移X。 拉力变化: 拉力f→使扭力管扭转→芯轴输出Δθ 扭力管：密封- 输出弹性元件。 2、结构组成 1）检测环节：浮筒、浮筒室、扭力管。 量程：300~2000mm。可用于界面测量。 密度：0.5~1.5。 输出信号与介质密度有关，ρ变化时，须示值修正。 2）转换部分：将扭力管芯轴角位移转换成4-20mA D.C电信号输出 。 现场校验，灌水代替被测介质。 校验液位H下?灌水水位 h ：对浮筒产生的浮力相同：A Hgρy = A hgρw H---校验液位； h---灌水水位； L---校验液位； ρy---被测液体介质密度； ρw---水的密度 测液位时： 3、示值校验 第三节 静压式液位计 一、测量原理 1、密闭容器 罐底静压PB与气相压力PA间压力差： Δp 与液位H成线性关系： Δp = PB-PA = Hρg 差压变送器测量Δp可确定液位高度H。 2、敞口容器 罐底表压力pB 与液位H成线性关系： pB = PB-Pa = Hρg 差压变送器负压室通大气。 3、误差 液体密度ρ变化产生测量误差。 H Pa Pb 二、零点迁移问题 由于仪表安装位置、隔离液液柱影响，使 H＝0 时，ΔP≠0 迁移：同时改变差压变送器上下限，将测量范围向正（负）方向平移，使H＝0时，输出零位信号或指零。 1).ΔP=Hρg ΔP| H＝0 =0 无迁移：液位0~Hm