自动检测技术7.物位.ppt

7. 物位检测 7.1 概述 7.2 常有物位检测仪表 测量物位的两个目的：一是通过测量物位来确定容器或储罐里的原料、半成品或成品的数量，以保证生产中各环节之间的物料平衡或进行经济核算；二是通过物位测量可以及时了解生产的运行情况，以便将物位控制在一个合理的范围内，保证安全生产以及产品的数量和质量。 7.1.1物位的定义 物位－指设备和容器中物料的表面位置 液位：容器中液体介质液面的高低 界面：两种液体介质的分界面的高低 料位：固体块状、颗粒、粉末状物质的堆积高度 7.1概述  7.1.2常用物位检测方法按测量方式分：连续测量－连续测量物位的变化；定点测量－只检测物位是否达到上限、下限或某个特定的位置，这种定点测量用的仪表被称为物位开关。一般用来监视、报警、输出控制信号。按工作原理分：直读式－根据流体的连通性（侧壁窗口、旁通管）原理来测量液位。 静压式－根据流体静力学原理，根据液柱或物料堆积高度变化对某点上产生的静（差）压力的变化的原理测量物位。 浮力式－根据阿基米德定律，浮子高度随液位高低而改变来测量液位（恒浮力式）或液体对浸沉在液体中的浮筒（或称沉筒）的浮力变化来测量液位（变浮力式）。电气式－根据把物位变化转换成各种电量变化的原理来测量物位。 机械接触式－通过测量探头与物料面接触时的机械力来测量。 另外还有：辐射式、声学式、光学式、射线式微波式、 激光式、 射流式、 光纤维式等等。 7.2常有物位检测仪表7.2.1静压式液位计1.测量原理－根据液体的液位与液柱高度产生的静压力成正比的原理。图（a）为敞口容器，将压力计与容器底部相连，根据流体静力学原理，所测压力与液位的关系为P=Hρg ，H=P/ρg 图(b)为密闭容器，差压液位传感器的高压侧与容器底部的取压管相连，低压侧与液面上方容器的顶部相连。差压传感器高、低压侧所感受的压力分别为 P高=P气+Hρg ， P低= P气，压差为ΔP= P高- P低= Hρg ，H=ΔP/ρg 综上所述，利用静压原理测液位，就是把液位测量转化为压力或差压测量，所以各种压力或差压式测量传感器都可以用来测量液位。 但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时，会产生附加的静压误差。就需要进行零点迁移。 差压变送器上测得的差压为： 为了使液位的零点和满量程仍能与差压变送器的输出下限和上限相对应，就必须克服固定差压ρgh0的影响，采用零点迁移就可实现。 由于h0ρg作用在正压室上，称之为正迁移。通过零点迁移，使差压式液位计的测量范围调整为ρgh0～（ρgh0+ρghmax）（即液位从零液面到上限液面），液位计输出为4~20mA。 2.零点迁移－通过差压计内的迁移弹簧的调整，对感压元件预加一个作用力，将仪表的零点输出与液位零点对应一致。 差压变送器 （1）液位测量的正迁移－取压口低于容器底部 液位、差压信号、电流输出信号之间的关系 液位h(mm) 差变输入△p(kpa) 差变输出I0(mA) 无迁移 0 0（例：0mmH2O)） 4 Hmax △pmax(例：5000mmH2O) 20 正迁移 迁 移 前 0 Hmax ρg h0 0 （例：2000mmH2O） △pmax（△pmax +ρg h0） （例：（5000 +2000）mmH2O） 4(例：10.4mA) 20 迁 移 后 0~Hmax (h0=200m) ρg h0～ρg h0+ρgHmax (2000~7000mmH2O) 4~20 负迁移 迁 移 前 0 --(ρ1g h1—ρ1g h0)0 4 Hmax △pmax 20 迁 移 后 0~Hmax --ρ1g( h1-- h0)～ ρgHmax--ρ1g( h1-- h0) 4~20 差压变送器的正、负压室之间就需要装隔离罐（冷凝罐），如果隔离液的密度为ρ1 (ρ1 ρ )，则 （2）液位测量的负迁移－介质有可凝结蒸汽或腐蚀性时 对比无迁移情况，ΔP多了一项压力-（h1- h0）ρ1g，它作用在负压室上，称之为负迁移量。为了迁移掉-(h1- h0)ρ1g的影响，可以调整负迁移弹簧的张力来进行负迁移以抵消掉-(h1- h0)ρ1g在负压室内产生的力。 液位计的测量范围调整为-(h1- h0)ρ1g～[hmaxρg-(h1- h0)ρ1g] （即液位从零液面到上限液面），液位计输出为4~20mA。 例题：如图， 解：迁移量即测量下限： 所以，差压计的量程（大小）=490Pa-（-34790Pa）＝35280Pa。 迁移量为负迁移= -34.79kPa （结论：迁移只是改变量程范围的上、下限，而不改变量程大小。） 测量上限： 3.安装方式 （1）引压管（压力表）式－通过引压管引出正、