2010-04-2027第三章 物位.ppt

第五节 物位检测及仪表 一、直读式物位仪表 二、浮力式物位仪表 浮子钢带式液位计 2. 浮筒式液位计 浮筒式液位计 例：有一浮筒的长度为L=300mm，配DDZ Ⅲ型表，出厂时用水标定，变送器的输出电流与液位之间的关系如图曲线1所示，今用它检定两液体之间的界面，设它们的密度分别为 ， ，问应如何使用该液位计检测界面 三、差压式液位变送器 1、工作原理（续） 2、差压式变送器测液位时的零点迁移问题 负迁移 负迁移（续） 正迁移 正、负迁移示意图 零点迁移例题 例：如图所示，用差压变送器检测液位，已知 液面的变化范围为0～3m，如果当地重力加速度为 求差压变送器的量程和迁移量， 法兰式差压变送器测量液位 四、 电容式物位仪表 2、同心圆柱式电容器的公式 3、测量非导电介质的电容式液位计 电容量的变化与液位的关系 4.测量导电介质的单电极电容液位计 5.测量固体颗粒料位 6.电容量检测 电容式物位计的特点 无可动部件，与物料密度无关 需要考虑温度对介电常数的变化的影响 物料（特别是粉料）由于含水量的不同、以及物料的混合比例、密度、导电性等都极大地影响它的介电常数，导致物位计不能正常工作。并且如果在物位计的绝缘子上滞留粉料会导致物位计失灵，因此不适合测量粉料。 物位对电容器的电容量变化值很小，往往只是几微法至几百微法，易受干扰影响，电容测量比较困难 五、核幅射式物位仪表 2、核幅射式物位仪表的组成 核幅射式物位仪表－图例 3、核幅射式物位仪表的特点 六、超声波物位仪表 超声波的发射和接收 换能器：利用压电元件构成的。 超声波发射：利用逆压电效应，在压电晶体上施加频率高于 20kHz的交流电压，压电晶体就会产生高频机械震动，实现电能与机械能的转变，从而发出超声波。 超声波接受：利用正压电效应，压电晶体在受到声波声压的作用时，晶体两端会产生与声压同步的电荷，从而把声波转换成电信号。压电晶体探头的结构。 2、超声波的特点 3、声速的补偿 一种具有声速温度补偿功能的物位计 超声波液位计的特点及应用 超声波液位计的安装 磁致伸缩液位计 磁致伸缩液位计的特点 小结 核幅射式液位计由辐射源、接收器和测量仪表组成。 辐射源一般用钴60或铯，放在专门的铅室中，安装在被测容器的一侧。幅射源在结构上只能允许射线经铅室的一个小孔或窄缝透出。 接收器与前置放大器装在一起，安装在被测容器另一侧， 射线由盖革计数管吸收，每接收到一个 粒子，就输出一个脉冲电流。射线越强，电流脉冲数越多，经过积分电路变成与脉冲数成正比的积分电压，再经电流放大和电桥电路，最终得到与液位相关的电流输出。 下图所示为辐射源与接收器均是为固定安装方式的核幅射液位计。其中 (a)为长辐射源和长接收器形式，输出线性度好； (b) 为点辐射源和点接收器形式，输出线性度较差。 核辐射式液位计 1-放射源； 2-接收器 辐射式液位计既可进行连续测量，也可进行定点发送信号和进行控制；射线不受温度、压力、湿度、电磁场的影响，而且可以穿透各种介质，包括固体，因此能实现完全非接触测量。这些特点使得辐射式液位计适合于特殊场合或恶劣环境下不常有人之处的液位测量，如高温、高压、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、易结晶、沸腾状态介质、高温熔融体等的液位测量。但在使用时仍要注意控制剂量，作好防护，以防射线泄漏对人体造成伤害 。 1、测量原理：根据超声波从发射到接收反射回波的时间间隔大小与被测介质高度成比例关系的原理，实现物位测量的。 据传声介质的不同有：液介式、气介式、固介式三种。 测量时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界面发射超声波，经过时间t后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。 V----传播速度； H ----从探头至界面的距离； t ----从探头发射至液面反射回来的时间。 超生波的发射和接受：换能器。 核心是压电片（压电晶体）， 压电效应和逆压电效应， 。 压电晶体探头的结构1-压电晶片；2-保护膜；3-吸收块；4-盖；5-绝缘柱； 6-接线座；7-导线螺杆；8-接线片；9-座；10-外壳 一般需要对声速v进行温度补偿 声波在介质中传播会衰减：气体最大，液体次之，固体最小。传播距离。 声波传播的方向性：频率越高方向性越好，超声波可近似认为是直线传播。 声波从一种介质到另一种介质传播时的反射：声阻抗相差越大，反射的越多。 垂直入射时： 从液体、固体 气体 99%的反射系数，声波几乎全部被反射。 声速：常温下，空气中，334m/s；水中，1440m/s；钢铁，5000m/s。声速不仅与介质有关而且与温度有关。 （1） 一般需要对速度v进行补偿，方法有： 时间t可以测的