环境工程仪表及自动化项目二物位检测仪表的认识、安装与维护.ppt

mH——液面在被校点H处砝码的质量，kg； M——浮筒、挂链或挂杆的质量，kg； m——砝码托盘的质量，kg。 当测液面高度时，ρ2为气相密度。ρ1＞＞ρ2，可简化为 （2）水校法 校验时关闭浮筒室的上、下引压阀，向测量筒中灌水，用换算灌水高度进行校验。校验时所加水位高度h应满足与被校液位高度为H时浮筒对杠杆的拉力相同。校验所加水位高度h为 则所挂砝码的质量为 浮筒式液位计的应用（安装） 外浮筒、顶底式 内浮筒、侧置式 内浮微、顶置式 任务实施 在实训现场，结合所学知识，学生以小组为单位自主练习。 主要内容及要求 （1）拆装仪表，了解浮筒式液位计的主要组成部分及主要部件的结构； （2）正确校准仪表； （3）正确安装仪表。 学习讨论 1. 用浮筒式液位计测量液位时，最大测量范围如何确定？ 与浮筒的长度有什么关系？ 2. 浮筒式液位计的校准方法有哪几种？各用在什么场合？ 一、电容式液位计 ★电容式液位计是利用被测介质液面变化影响液位计电容变化这一原理设计的。由传感器及配套的显示仪表组成。 ★电容式液位计特点是无可动部件，与物料密度无关，但要求材料的介电常数与空气介电常数差别大，且在电容量的检测中使用高频电路，对信号传输时的屏蔽提出了较高的要求。 知识拓展 其他物位仪表 H——两极板的长度； ε——两极板中间介质的介电常数； d——圆筒形内电极的外径； D——圆筒形外电极的内径。 圆柱型电容器 1—内极板；2-被测介质；3-外极板 （一） 测量原理 电容式物位传感器的电容量 当 D 和 d 一定时，电容量 C 的大小与极板的长度 H 和介质的介电常数ε的乘积成正比。 C∝εL （二）电容式物位计的测量方式 1．测量非导电介质液位 电容传感器外电极2上有孔，使介质能流进电极之间。利用被测液体作电极间绝缘介质。 ——空气介电常数； h＞ 0时 ε为被测液体的介电系数。 电容量的增量ΔC与液位高度h成正比。 非导电介质的液位测量 h = 0时 电容量的变化与液位高度h成正比。该法是利用被测介质的介电系数ε与空气介电系数ε0不等的原理进行工作，（ε-ε0）值越大，仪表越灵敏。D/d实际上与电容器两极间的距离有关，D与d越接近（即电容器两极间的距离越小），仪表的灵敏度越高。 结论 2．测量导电介质的液位 为防止内、外电极被导电的液体短路，内电极加一绝缘层，金属容器壁与导电液体一起作为外电极。 ε——绝缘层介电常数； 在测量粘性导电介质时，介质沾染电极，产生“虚假液位”。 ①选用和被测介质亲和力较小的套管材料。 ②采用隔离型电极 导电介质液位测量原理 传感器电容量 ： 3. 测量固体颗粒料位 用电容法可以测量非导电固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。 1—金属电极棒；2—容器壁 左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。 电容量变化与料位升降的关系为 料位检测 （三）电容式液位传感器的类型 电容式液位计由传感器及配套的显示仪表组成。传感器类型。 电容式液位传感器的外型 优点 电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。 缺点 由于电容变化量不大，需要精确测量，就需借助较复杂的电子线路才能实现。 应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要发生变化这种情况。以便及时调整仪表，达到预想的测量目的。 二、超声波式液位计 超声波：频率超过20000Hz的叫超声波 （一）测量原理 原理：利用超声波的回波测距法测量空高来测量液位。 vc——超声波在被测介质中的传播速度，即声速； t——超声波从探头到液面的往返时间。 超声波速度Vc与介质性质、密度及温度、压力有关。介质成分及温度的不均匀变化都会使超声波速度发生变化，引起测量误差。 超声波液位计测量原理 （二）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。 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 压电片：厚度与超声频率成反比。两面敷有银层，作为导电的极板。保护膜：避免压电片与被测介质直接接触。为了使声波穿透率最大，保 护膜的厚度取二分之一波长的整倍数。 阻尼块：电振荡脉冲停止时，吸收声能量，防止惯性振