《建筑环境测试技术》第6章 物位测量.ppt

第七章 物位测量 主要分类 静压式物位检测 浮力式液位检测 电气式物位检测 声学式物位检测 射线式物位检测 第一节 静压式物位检测 一．静压法测量原理 二．压力式液位计（开口容器的液位测量） 1．用压力表测量液位： 2．法兰式压力变送器测量液位：用于粘度大、有沉淀、易结晶、易凝固或具有腐蚀性的介质，为防止导压管堵塞或腐蚀仪表，采用法兰式压力变送器。 三．差压式液位计（密闭容器的液位测量） 抵消了容器上部压力变化对测量的影响。 四．量程迁移： 同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。 1．无迁移： 2．负迁移： 形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。 为了使变送器的输出不受固定压差的影响，采用零点迁移法，进行负迁移，迁移量为Pg。 3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。 第二节 浮力式液位检测 一．恒浮力式液位检测： 基本原理：浮于液面上的浮子随着液位上升或下降，根据浮子的位置实现液位的检测。 例如：浮球式水位控制器： 二．变浮力式液位检测（浮筒式液位计） 将一质量为m的浮筒悬挂在弹簧上，弹簧的下端被固定，当测量桶内无水时，浮筒的重力与弹簧力达到平衡时，有： 一般 第三节 电气式物位检测 以电容式液位检测为例： 适用对象：非导电液体或固体。 对于导电液体，电极要用绝缘物覆盖作为中间介质，而液体和外圆筒一起作为外电极。 第四节 声学式物位检测 一．超声波检测原理： 20kHz以上频率的机械波称为超声波。 二．超声波物位计的接收和发射 基于压电效应、和逆压电效应。 发射器：将交变电压转换成向外发射的机械波。 接收器：把声能转换成电能。 实现方法：检测时一般采用较高频率的超声脉冲。这样可减少了单位时间超声波的发射能量，又可提高超声脉冲的幅值 好处：前者有利于减少空化效应，温升效应，后者可提高测量精度。 超声波传播速度的补偿方法 * h 所以测得表压力p即可求得液位高度h。 若液位的高度位h，则液体底部的压力为： 静压液位计 安装方式:导压管、法兰式。 正压室： 负压室： 差压： 例如：已知 ， ， ， ， ， 液位高度变化形成的差压值为 所以可选择差压变送器量程为40kPa 所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。 正迁移量为 调整箱组件 浮筒 浮球 连杆 非导 磁管 下限水银开关 磁钢 上限水银开关 当测量筒内有一定高度的液位H时，浮筒受到液体的浮力上浮， 根据力平衡： 即 从而被测液位H可表示为 即弹簧的位移量与液位成正比。弹簧的顶端连接有一铁芯，铁芯随着弹簧的位移在差动变压器内上下移动输出位移信号。 浮球式液位计 浮筒液位计 当两圆筒间充以介电常数为ε1的气体时，圆筒的电容量为： 圆筒形金属导体 当圆筒形电容器几何尺寸一定，电容器电容增量与液位高度H成正比。同时，两种介质的介电常数的差值越大， 越大，灵敏度高。 如果圆筒形电极间的一部分被介电常数为ε2的液体所浸没，被浸没的电极长度为H，此时的电容量为： 超声波物位检测方法通过测量声波从发射至接受反射回波的时间间隔来确定物位高低。 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的传播速度不同，在分界面上声波会产生反射和折射。反射系数与声阻抗（ ）有关， 当超声波传播速度已知，可根据时间求得物位。 温度补偿 设置校正具