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第7章物位检测技术第7章物位检测技术第7章物位检测技术上一页下一页返回第7章物位检测技术7.1液位检测方法7.2料位检测方法7.3相界面的检测液位指液体表面的位置。相界面指同一容器中互不相溶的两种物质在静止或扰动不大时的分界面。相界面包括液—液相界面、液—固相界面等。料位指容器中固体粉料或颗粒的堆积高度的表面位置，一般固体物料在自然堆积时料面是不平的。物位检测包括液位、料位、相界面位置的检测。7.1液位检测方法7.1.1直接测量法液位检测总体上可分为直接检测和间接检测两种方法。直接测量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。通过标尺读数的液位计统称为玻璃管液位计。7.1.2压力法上一页下一页返回液体或固体对容器或堆积场地的底面产生一定的压力。A设物料的密度ρ为一常数，则对底部的压力P与物料的高度H成正比，即B若容器底部不易安装压力表，可在靠近底部（距容器底部的距离为h）处接一压力表，对于上端与大气压相通的开口容器，其液面的高度为C若引压管中液柱高度为h2，差压计距容器底部的距离为h1，液面高度为H，液体密度为ρ，重力加速度为g，容器上部空间的压力为P，则这种情况可以用测量差压的方法来获得液位。对密闭容器液位进行测量时，容器下部的液体压力除与液位高度有关外，还与液面上部介质压力有关。差压计的一端与容器底部直接接通，另一端通过引压管与液面上部空间连通。7.1.3浮力法利用液体浮力测量液位的传感器有浮子式（恒浮力式）和浮筒式（变浮力式）两种。1、浮子式（恒浮力式）液位计浮子式是让浮子始终漂浮在液面上，其所受浮力近似为恒定值。浮子的位置随液面升降而变化，把液位的测量转化为浮子位置或位移的测量。浮子式液位计是将液面上的浮子用绳索连接并悬挂在滑轮上，绳索的另一端挂有平衡重锤。2、浮筒式（变浮力式）液位计上一页下一页返回STEP5STEP4STEP3STEP2STEP1当液位上升时，浮子所受浮力F增加，W-F＜G，使原有平衡关系被破坏，浮子向上移动。浮子向上移动的同时，F减小，W-F增加，直到W-F=G时，浮子将停留在新的液位上。该方法的实质是通过浮子把液位的变化转换成机械位移的变化。浮筒式是把一个比重比液体大的浮筒用弹簧悬挂在液体中，浮筒所受浮力随液面升降而变化，这样就把液位测量转化为浮筒浮力的测量。若浮子的重力为W，浮力为F，重锤的重力为G，浮子漂浮在液面上时，1浮筒式液位计是将一封闭的中空金属筒悬挂在弹簧上。2筒的重量大于同体积的被测液体重量。3筒的重心低于几何中心，无论液位高低，浮筒总能保持直立姿势。4在工作过程中，由于弹簧受到压力的作用，故浮筒的位移不能与液位变化相一致，而是小于液位变化。5当浮筒运动时，带动铁芯在差动变压器中运动，差动变压器的输出电压信号就代表了液位的变化。若浮筒处于某一平衡位置，则上一页下一页返回当液位升高ΔH时，浮筒浸没长度增加Δh，弹簧被压缩Δx，此时ΔH=Δh+Δx。1、电阻式液位计7.1.4电学法上一页下一页返回电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式和电容式。它是由两根材料和截面积相同的具有大电阻率的电阻棒组成，电阻棒两端固定并与容器绝缘。电阻的变化可由电桥电路转换为电压输出。0302010504020301电感式液位计电感式液位计是由不导磁管子、导磁性浮子和线圈组成。管子与被测容器相连通；管子内的导磁性浮子浮在液面上，浮子随液面高度变化而上下移动。线圈固定在液位上下限控制点。当液面变化时，浮子随液面移动，使线圈的磁路的磁阻发生变化，所以线圈的磁通随着改变，导致线圈两端产生感应电动势。3、电容式液位计上一页下一页返回电容式物位计的特点是：无可动部件，与物料密度无关。其缺点是：要求物料的介电常数与空气介电常数差别大，需用高频电路。（1）电极结构及工作原理a、沿立式圆筒形容器轴线插入一导体棒，与容器内壁的导体构成一电容器，被测液体为绝缘物料。b、将导体棒用绝缘支架套装在金属圆筒中（两者同轴），筒上下开口，或整体上均匀分布多个孔，使内外物位相同。棒状电极与金属圆筒构成一电容器。物料为绝缘性的。c、沿立式圆筒形容器轴线插入一包有绝缘材料的导体棒，若被测液体为导电性物料，则导体棒与物料构成一电容器。假设电容器的带电量为Q；计算两导体间的电压U；