第八章液位测量.pptVIP

第八章 液位测量 主要内容 概述 差压式液位测量法 电阻式液位测量法 电容式液位测量法 超声波液位测量法 8.1 概述 液位测量是一门测量液液、气液、液固分界面的技术。 任务：液位、液位差、相界面的连续监测、定点信号报警、控制；-油耗量，油箱油位，锅炉汽包水位监测等。 原理：基于相界面两侧物质的物性差异或液位改变时引起有关物理参数变化。 物理参数：电阻、电容、电感、差压、声速、光能等 常见的液位测量方法： 电阻式液位计 8.2 直接测量液位 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。 H等于0 : C0=2πε0`L/ln(D0/d) ε0`为聚四氟乙烯套管和容器内气体的等效介电常数；L为液位测量的范围 H不等于0： CH= 2πεH/ln(D/d)+ 2πε0`(L-H)/ln(D0/d) ε聚四氟乙烯介电常数 D为聚四氟乙烯套管外径 ΔC= 2πεH/ln(D/d)- 2πε0`H/ln(D0/d) ΔC= 2πεH/ln(D/d) 考虑ε ε0,D0D * 浮子液位计 投入式静压液位变送器是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应，将静压转成电信号。经过温度补偿和线性校正。 激光物位测量仪 电容式液位计 超声波液位计 微波雷达液位计 光纤液位报警器是运用光折射原理，选用光导纤维研制成功的一种全新液位检测仪器，又一高新技术产品。适用于石油、化工、交通、储运等部门的化学液体储罐和铁路槽车、汽车槽车的液位定点检测和控制，是罐区自动化、槽车自动装车不可缺少的安全装备 差压式液位计 液位测量的方法分类： 液位测量总体上可分为直接测量和间接测量两种方法，由于测量状况及条件复杂多样，因而往往采用间接测量，即将液位信号转化为其它相关信号进行测量，如压力法、浮力法、电学法、热学法等。 差压法依据液体重量所产生的压力进行测量。由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。 对常压开口容器，液位高度H与液体静压力P之间有如下关系： 式中， ——被测液体的密度( )。 8.3 差压法测量 (a) 压力表式液位计 (b)法兰式液位变送器 (c)吹气式液位计 密闭容器可用差压法进行测量，它可在测量过程中需消除液面上部气压及气压波动对示值的影响 浮力法测液位是依据力平衡原理，通常借助浮子一类的悬浮物，浮子做成空心刚体，使它在平衡时能够浮于液面。当液位高度发生变化时，浮子就会跟随液面上下移动。因此测出浮子的位移就可知液位变化量。 浮子式液位计按浮子形状不同，可分为浮子式、浮筒式等等； 按机构不同可分为钢带式、杠杆式等。 8.4 浮力法测量 1. 钢带浮子式液位计 右图为直读式钢带浮子式液位计，这是一种最简单的液位计，一般只能就地显示。 2. 浮筒式液位计 浮筒式液位计属于变浮力液位计，当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，通过测量浮力变化确定出液位的变化量。 图中：1-浮筒；2-弹簧；3-差动变压器 。 液位计是用弹簧平衡浮力，用差动变压器测量浮筒位移，平衡时压缩弹簧的弹力与浮筒浮力及重力G平衡。即 式中 k——弹簧刚度(N／m)； x——弹簧压缩量(m)； ——液体密度(kg／m3)； H——浮筒浸入深度(m)； A——浮筒截面积(m2)。 液位高度变化与弹簧变形量成正比。弹簧变形量可用多种方法测量，既可就地指示，也可用变换器(如差动变压器)变换成电信号进行远传控制。 8.5 电学法 电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式和电容式。 用电学法测量无摩擦件和可动部件，信号转换、传送方便，便于远传，工作可靠，且输出可转换为统一的电信号，与电动单元组合仪表配合使甩，可方便地实现液位的自动检测和自动控制。 1. 电阻式液位计 电阻式液位计既可进行定点液位控制，也可进行连续测量。 所谓定点控制是指液位上升或下降到一定位置时引起电路的接通或断开，引发报警器报警。 电阻式液位计的原理是基于液位变化引起电极间电阻变化，由电阻变化反映液位情况 右图为用于连续测量