自动化专业英语 第三版课件 教学课件 ppt 作者 王树青 主编lesson 2.2.pptVIP

图2.2.2(a)中的容器是封闭的. 在这种情况下，玻璃液面计的两端与容器的顶部和底部相连，用于加压储罐(比如锅炉)，或者带有挥发性、易燃、危险的液体，或提纯液体的容器. 当容器内液体是惰性液体，比如水，并且不需要加压的情况下，容器和玻璃液面计都可以与空气相连，如图2.2.2(b)所示. * 玻璃液面计的顶端必须与容器中液体顶端具有同样的压力条件，否则容器的液位和玻璃液面计的液位是不一致的. 当玻璃液面计具有额外长度时，可以使用第二种惰性液体，其密度比容器内液体密度更高(如图2.2.2(c)所示). * 图2.2.3所示为浮体(浮力传感器)(角臂式或滑轮式). 该图给出了两种简单的浮力式传感器. 浮体材料的密度小于液体密度，可以在被测液体顶部上下浮动. 图2.2.3(a)使用带有滑轮的浮体，这种方法可以使用在液体或自由流动固体中. 当测量自由流动固体时，有时要对其进行搅拌使固体液面保持同一高度. * 浮力式传感器的一个优点是它几乎不受被测液体或固体的密度影响. 如果被测物质的表面是扰动的，使得浮标读数变化剧烈，那么在系统中要采取一些阻尼方法. * 在图2.2.3(b)中，浮球连接到一个臂上，通过测量臂的角度来指示物质液面(这种传感器的一个应用例子，是测量汽车油箱里的燃料液面). 尽管这种浮力式传感器制造起来既简单又便宜，但它的缺点在于其非线性特性，如图2.2.4(a)中的视觉刻度线所示. 这种刻度可以采用电位计来代替，用以得到在工业使用中可以线性化的电信号。 * 图2.2.4(b)是另一种滑轮式方法（浮力传感器），可直接获得视觉刻度，该刻度可采用电位计来代替，以获得液面的线性电信号输出. 检测液面的探针可以分为三类，导电，电容，和超声波. * 导电电极(传感器) 用于液位单点测量，液体是导电的并且不可挥发，防止电火花的产生. 导电电极如图2.2.5(a)所示. 两个或更多的电极用于表示设置液位. 如果液体在一个金属容器中，那么该容器可以用作普通电极. * 当液体与两个电极均有接触时，两个电极之间的电压产生电流，说明液面已经达到了设定值. 因此，电极可用于液位较低时，驱动泵的运行来填充容器. 另外或第三个电极可以用于显示，当容器填充满的时候，关闭泵的运行. * 电容电极用于不导电并且具有很高的介电常数μ的液体，可以用于连续液面监测. 图2.2.5(b)所示的电容电极包括一个内杆和一个外壳；两者之间的电容值用电容电桥测量. * 在液体以外的部分，空气作为内杆和外壳之间的电介质. 浸入液体的部分，液体作为电介质并产生较大的电容变化，如果容器是用金属做的，那么容器也可以作为外壳. * 电容变化与液位变化直接比例相关. 在这种测量办法中，液体的介电常数必须已知. 介电常数随温度变化，因此需要进行温度校正. * 超声波(传感器)可以用于液体或固体的单点液位测量或连续液位测量. 如图2.2.6(a)所示单点液位测量，安置一套单独的超声波发送器和接收器，两者之间留有间隙. 当液体充满间隙时，超声波可以从发送器传送到接收器. * 图2.2.6(b)给出了连续(液位)测量的装置. 发送器发出的超声波被液体表面反射到接收器；测量超声波传递到接收器所用的时间. 该时间延迟给出了从发送器和接收器到液体表面的距离， 从中通过已知超声波的速度，就可以计算出液体的液面. * 由于该装置与液体没有接触，所以这个方法可以用于固体和腐蚀性和挥发性的液体. 在液体中，发送器和接收器也可以安置于容器底部，信号被液体表面反射到接收器的时间可以测量液体的深度. * 因此，液体的液位可以通过物体在液体中的重量WL计算得出，其中WL等于物体在空气中的重量(WA-B), 由该关系我们得出 容器的重量可以被用来计算容器中材料的液位。在图形2.2.1(a)中，容器中材料的体积V可以表示为 其中r表示容器的半径，d表示材料的深度。 其中，Ca表示没有液体时的电容， μ表示电容板之间液体的介电常数，r表示电容板的高度，d表示电容板之间液体的液面或深度。 介电常数会随着温度的变化而发生较大的改变，因此需要进行温度校正。 这一单元讨论容器内液体和自由流动固体的液面测量. 探测器通常检测液体和气体，固体和液体，或者两种液体之间的界面. 检测液体液面可分为两类：一类是单点检测，第二类是对连续液面进行监测. * 在单点检测的情况下，当物质的实际液面被检测出达到预定液面时，（控制器）采用适当的动作来防止溢出或再次填充容器. * 连续液面监测不断的检测液体液面. 在这种情况下，物质液面被连续监控，因此，如果已知容器的横截面面积，就可以计算出容器的体积. 液面测量可以是直接或间接的；比如采用浮动方法或者通过测量压力来计算液体液面. 自由浮动固体有粉末，晶体，稻米，谷类等等.