版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、1第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表物位:液位、料位、分界面(界位)的總稱。液位:容器中液體表面的高低;料位:容器中固體的堆積高度;界面:兩相物質(zhì)的交界面。物位檢測的作用物位檢測的作用 確定容器中的貯料數(shù)量,以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要或確定容器中的貯料數(shù)量,以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算;進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算; 為了監(jiān)視或控制容器的物位,使它保持在規(guī)定的范為了監(jiān)視或控制容器的物位,使它保持在規(guī)定的范圍內(nèi);圍內(nèi); 對它的上下極限位置進(jìn)行報(bào)警,以保證生產(chǎn)安全、對它的上下極限位置進(jìn)行報(bào)警,以保證生產(chǎn)安全、正常進(jìn)行。正常進(jìn)行。2常用常用測物位測物位原理和儀表原理和儀表v直讀式:玻璃管液位計(jì)v應(yīng)用浮力原理
2、測量物位:浮力式(恒浮力、變浮力)v應(yīng)用靜壓原理測量物位(差壓式液位變送器差壓式液位變送器)v應(yīng)用電容原理測量物位:電容式v放射性同位素法(核幅射核幅射式)v超聲波式(應(yīng)用超聲波反射檢測物位)3一、一、直讀式直讀式物位儀表物位儀表玻璃管液位計(jì)玻璃管液位計(jì)是一種最為簡單、直觀的測量方法,它是利用連通器連通器的的原理原理,將容器中的液體引入帶有標(biāo)尺標(biāo)尺的觀察管中,通過標(biāo)尺讀出液位高度。4二、浮力式物位儀表二、浮力式物位儀表分:恒浮力(分:恒浮力(浮子浮子)和變浮力(沉筒)和變浮力(沉筒)恒浮力法液位測量示意圖恒浮力法液位測量示意圖 1. 恒浮力法測液位是依據(jù)力平衡原理,通常借助浮子一類的懸浮物,浮
3、子做成空心剛體,使它在平衡時(shí)能夠浮于液面。當(dāng)液位高度發(fā)生變化時(shí),浮子就會跟隨液面上下跟隨液面上下移動移動。因此測出浮子的位移就可知液位變化量。例:例:鋼帶浮子鋼帶浮子式液位計(jì)式液位計(jì)這是一種最簡單的液位計(jì),一般只能就地顯示。52. 浮筒式浮筒式液位計(jì)浮筒式液位計(jì)屬于變浮力液位計(jì),當(dāng)被測液面位置變化時(shí),浮筒浸沒體積變化,所受浮力也變化,通過測量浮力變化確定出液位的變化量。浮筒式液位計(jì)原理如圖所示。 圖中:1-浮筒;2-彈簧;3-差動變壓器 。6浮筒式浮筒式液位計(jì)液位計(jì)它是用彈簧平衡浮力,用差動變壓器測量浮筒位移,平衡時(shí)壓縮彈簧的彈力與浮筒浮力及重力G平衡。即:GgAHkx式中 k彈簧剛度(Nm)
4、; x彈簧壓縮量(m); 液體密度(kgm3); H浮筒浸入深度(m); A浮筒截面積(m2)。 液位高度變化與彈簧變形量成正比。彈簧變形量可用多種方法測量,既可就地指示就地指示,也可用變換器(如差動變壓器)變換成電信號進(jìn)行遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)傳控制。7三、三、差壓式液位變送器差壓式液位變送器利用差壓或壓力變送器可以方便地測量液位。1、工作原理通過液柱靜壓的方法對液位進(jìn)行測量。通過液柱靜壓的方法對液位進(jìn)行測量。敞口容器敞口容器:多用直接測量容器底部壓力的方法。如圖所示,測壓儀表通過導(dǎo)壓管與容器底部相連,由測壓儀表的壓力指示值,便可推知液位的高度 。壓力表測量液位原理gHP式中式中 :P P測壓儀表指示值測壓
5、儀表指示值 ;H H液位的高度;液位的高度; 液體的密度;液體的密度;g g重力加速度。重力加速度。其關(guān)系為:其關(guān)系為:81、工作原理(續(xù))密閉容器密閉容器:P P+ +: :正壓室壓力;正壓室壓力;P P- -: :負(fù)壓室壓力;負(fù)壓室壓力;H P+P-P壓力或差壓壓力或差壓與與液位液位成成比例關(guān)系比例關(guān)系,可以用壓力表按液位直接直接進(jìn)行刻度。H=0時(shí),P0;在實(shí)際應(yīng)用中,較復(fù)雜。gHPPPP gHPP92、差壓式變送器測液位時(shí)的差壓式變送器測液位時(shí)的零點(diǎn)遷移問題零點(diǎn)遷移問題當(dāng)H=0時(shí),P0,經(jīng)常難以滿足。安裝位置安裝位置條件的不同,條件的不同,使儀表存在著零點(diǎn)遷移使儀表存在著零點(diǎn)遷移問題。問
6、題。先看:無遷移情況先看:無遷移情況H P1P2P特征:差壓變送器的正壓室取壓口正好與容器的最低液位特征:差壓變送器的正壓室取壓口正好與容器的最低液位(HminHmin=0=0)處于同一水平位置。作用于變送器正、負(fù)壓室)處于同一水平位置。作用于變送器正、負(fù)壓室的差壓的差壓PP與液位高度與液位高度H H的關(guān)系為的關(guān)系為P=HgP=Hg。當(dāng)當(dāng)H =0H =0時(shí),正負(fù)壓室的差壓時(shí),正負(fù)壓室的差壓P=0P=0,變送,變送 器輸出信號為器輸出信號為4mA4mA當(dāng)當(dāng)H= HmaxH= Hmax時(shí),差壓時(shí),差壓Pmax=gHmaxPmax=gHmax, 變送器的輸出信號為變送器的輸出信號為20 mA20 m
7、A,10負(fù)遷移負(fù)遷移差壓變送器的正、負(fù)壓室的壓力分別為差壓變送器的正、負(fù)壓室的壓力分別為ghgHPP211氣ghPP22氣正、負(fù)壓室的壓差為正、負(fù)壓室的壓差為ghhgHPPP2121)(當(dāng)被測液位當(dāng)被測液位H=0H=0時(shí),時(shí),P= -P= -(h h2 2-h-h1 1)2 2g g 0 0,使變送器在,使變送器在H=0H=0時(shí)輸出電流小于時(shí)輸出電流小于4 mA4 mA;H=HmaxH=Hmax時(shí),輸出電流小于時(shí),輸出電流小于20 mA20 mA。因此必須調(diào)整變送器的零點(diǎn),使得:因此必須調(diào)整變送器的零點(diǎn),使得:H=0H=0時(shí),輸出電流等于時(shí),輸出電流等于4 4 mAmA;HmaxHmax=0=
8、0時(shí),輸出電流等于時(shí),輸出電流等于20 mA20 mA。11負(fù)遷移(續(xù))負(fù)遷移(續(xù))當(dāng)被測液位當(dāng)被測液位H=0H=0時(shí),時(shí),P= -P= -(h h2 2- -h h1 1)2 2g g 0g 0,從而使變送器在,從而使變送器在H=0H=0時(shí)時(shí)輸出電流大于輸出電流大于4 mA4 mA;H=HmaxH=Hmax時(shí),輸出電流大于時(shí),輸出電流大于20 mA20 mA。因此必須調(diào)整變送器的零點(diǎn)因此必須調(diào)整變送器的零點(diǎn)13正、負(fù)遷移示意圖正、負(fù)遷移示意圖0500042020007000P (Pa)-20003000I0(mA)某壓力變送器的測量范圍:05000Pa,固定差壓:ghh212)(=2000P
9、a14四、四、 電容式電容式物位儀表在電容器的極板之間,充有不同的介質(zhì)時(shí),電容量的大小也隨之不同,電容式物位儀表可以通過測量電容量的變化來檢測:液位、料位和兩種不同液體的分界面。電容式物位計(jì)的結(jié)構(gòu)形式很多,有平極板式、同心圓柱式等等。它的適用范圍非常廣泛,對介質(zhì)本身性質(zhì)的要求不象其它方法那樣嚴(yán)格,可測量:導(dǎo)電介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)。1、測量原理測量原理152、同心圓柱式電容器的公式在液位的連續(xù)測量中,多用同心圓柱式電容器,如右圖所示。電容量:dDLCln2其中:D外電極內(nèi)徑;d內(nèi)電極外徑;極板間介質(zhì)介電常數(shù);L極板相互重疊的長度。液位變化引起等效介電常數(shù)變化,從而使電容器的電容量變化,這就是電容式液
10、位計(jì)的檢測原理。圖中:1-內(nèi)電極;2-外電極 。163、測量非導(dǎo)電介質(zhì)的電容式液位計(jì)結(jié)構(gòu):同軸雙層電極。內(nèi)電極和與之絕緣的同軸金屬套組成電容的兩極,外電極上開有很多流通孔使液體流入極板間。圖中:1 -內(nèi)電極;2-外電極;3-絕緣套;4-流通孔。dDLCln200液位為0時(shí):0空氣介質(zhì)介電常數(shù)。17電容量的電容量的變化變化與與液位液位的關(guān)系的關(guān)系dDLCln200液位為0時(shí):0空氣介質(zhì)介電常數(shù)。液位上升為H時(shí):dDHdDHLCln2ln)(20電容量的變化:HKdDHCCCiln)(200Ki :比例系數(shù)。靈敏度分析。184、測量測量導(dǎo)電介質(zhì)導(dǎo)電介質(zhì)的單電極電容液位計(jì)的單電極電容液位計(jì)在具體測量
11、時(shí)。電容式液位計(jì)的安裝形式因被測介質(zhì)性質(zhì)不同而稍有差別。 右圖為用來測量導(dǎo)電介質(zhì)的單電極電容液位計(jì),它只用一根電極作為電容器的內(nèi)電極,一般用紫銅或不銹鋼,外套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷作為絕緣層,而導(dǎo)電液體和容器壁構(gòu)成電容器的外電極。1-內(nèi)電極;2-絕緣套19五、核幅射核幅射式物位儀表1、工作原理工作原理:不同物質(zhì)對同位素射線的吸收能力不同,一般固體最強(qiáng),液體次之,氣體最差。當(dāng)射線 射入厚度為H的介質(zhì)時(shí),會有一部分被介質(zhì)吸收掉。透過介質(zhì)的射線強(qiáng)度I與入射強(qiáng)度I0之間有如下關(guān)系:HeII0式中 吸收系數(shù),條件固定時(shí)為常數(shù)。變形為:IIHlnln10因此測液位可通過測量射線在穿過液體時(shí)強(qiáng)度的變化量來
12、實(shí)現(xiàn)。202、核幅射核幅射式物位儀表的組成核幅射式液位計(jì)由輻射源輻射源、接收器接收器和和測量儀表測量儀表組成。q輻射源輻射源一般用鈷60或銫,放在專門的鉛室中,安裝在被測容器的一側(cè)。幅射源在結(jié)構(gòu)上只能允許射線經(jīng)鉛室的一個(gè)小孔或窄縫透出。 q接收器接收器與前置放大器裝在一起,安裝在被測容器另一側(cè), 射線由蓋革計(jì)數(shù)管吸收,每接收到一個(gè) 粒子,就輸出一個(gè)脈沖電流。射線越強(qiáng),電流脈沖數(shù)越多,經(jīng)過積分電路變成與脈沖數(shù)成正比的積分電壓,再經(jīng)電流放大和電橋電路,最終得到與液位相關(guān)的電流輸出。21核幅射核幅射式物位儀表圖例下圖所示為輻射源與接收器均是為固定安裝方式的核幅射液位計(jì)。其中 (a)為長長輻射源和輻射
13、源和長長接收器接收器形式,輸出線性度好; (b) 為點(diǎn)點(diǎn)輻射源和輻射源和點(diǎn)點(diǎn)接收器接收器形式,輸出線性度較差。核輻射式液位計(jì)1-放射源; 2-接收器223、核幅射、核幅射式物位儀表的特點(diǎn)輻射式液位計(jì)既可進(jìn)行連續(xù)測量,也可進(jìn)行定點(diǎn)發(fā)送信號和進(jìn)行控制;射線不受溫度、壓力、濕度、電磁場的影響,而且可以穿透各種介質(zhì),包括固體,因此能實(shí)現(xiàn)完全非接觸測量完全非接觸測量。這些特點(diǎn)使得輻射式液位計(jì)適合于特殊場合特殊場合或惡劣環(huán)境下不常有人之處的液位測量,如高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、劇毒、有爆炸性、易結(jié)晶、沸騰狀態(tài)介質(zhì)、高溫熔融體等的液位測量。但在使用時(shí)仍要注意控制劑量控制劑量,作好防護(hù)作好防護(hù),以防射線泄漏對人體造
14、成傷害 。23六、超聲波超聲波物位儀表物位儀表 1、測量原理測量原理:根據(jù)超聲波從發(fā)射發(fā)射到到接收接收反射反射回波的時(shí)間間隔大小與被測介質(zhì)高度成比例關(guān)系的原理,實(shí)現(xiàn)物位測量的。據(jù)傳聲介質(zhì)的不同有:據(jù)傳聲介質(zhì)的不同有:液介式液介式、氣介式、固介式三種。、氣介式、固介式三種。測量時(shí)由置于容器底部的超聲波探頭向液面與氣體的分界面發(fā)射超聲波,經(jīng)過時(shí)間t后,便可接收到從界面反射回來的回波信號。vtH21V V-傳播速度;H H -從探頭至界面的距離;t t -從探頭發(fā)射至液面反射回來的時(shí)間。超生波的發(fā)射發(fā)射和接受接受:換能器換能器。核心核心是壓電片壓電片(壓電晶體壓電晶體),壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)
15、逆壓電效應(yīng),242、超聲波超聲波的特點(diǎn)的特點(diǎn)一般需要對聲速v進(jìn)行溫度補(bǔ)償q聲波在介質(zhì)中傳播會衰減衰減:氣體最大,液體次之,固體最小。傳播距離。q聲波傳播的方向性:頻率越高方向性越好,超聲波可近似認(rèn)為是直線傳播。q聲波從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)傳播時(shí)的反射反射:聲阻抗相差越大,反射的越多。垂直入射時(shí):從液體、固體氣體99%的反射系數(shù),聲波幾乎全部被反射。q聲速聲速:常溫下,空氣中,334m/s;水中,1440m/s;鋼鐵,5000m/s。聲速不僅與介質(zhì)有關(guān)介質(zhì)有關(guān)而且與溫度有關(guān)與溫度有關(guān)。253、聲速的補(bǔ)償、聲速的補(bǔ)償(1)vtH21一般需要對速度v進(jìn)行補(bǔ)償,方法有:時(shí)間t可以測的很準(zhǔn)。1) 溫度補(bǔ)
16、償溫度補(bǔ)償:測出溫度,根據(jù)聲速與溫度的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)償。例如:對于空氣,Tv067.20多數(shù)液體和固體溫度升高,聲速降低。2) 設(shè)置校正具設(shè)置校正具L0校正探頭反射板測量探頭放入被測放入被測介質(zhì)中介質(zhì)中0002tLv(2)由(由(1)、()、(2)式)式,得:得:ttLH00(3)26一種具有一種具有聲速聲速溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償功能的功能的物位計(jì)物位計(jì) 測量原理:根據(jù)超聲波從發(fā)射到接收反射回波的時(shí)間間隔根據(jù)超聲波從發(fā)射到接收反射回波的時(shí)間間隔大小與被測介質(zhì)高度成比例關(guān)系的原理,實(shí)現(xiàn)液位測量的。大小與被測介質(zhì)高度成比例關(guān)系的原理,實(shí)現(xiàn)液位測量的。超聲波物位計(jì)由超聲波發(fā)射、接收器(探頭)及顯示儀表超聲
17、波物位計(jì)由超聲波發(fā)射、接收器(探頭)及顯示儀表組成。組成。超聲波物位計(jì)的原理超聲波物位計(jì)的原理: 物位計(jì)以微處理機(jī)物位計(jì)以微處理機(jī)80318031單片機(jī)為核單片機(jī)為核心,進(jìn)行超聲波的發(fā)射、接收控制和數(shù)據(jù)處理,具有聲速溫心,進(jìn)行超聲波的發(fā)射、接收控制和數(shù)據(jù)處理,具有聲速溫度補(bǔ)償功能及自動增益控制功能。度補(bǔ)償功能及自動增益控制功能。超聲波物位計(jì)原理框圖27 七、稱重式液罐計(jì)量儀該計(jì)量儀既能將該計(jì)量儀既能將,又能反映出罐中,又能反映出罐中。161下波紋管;2上波紋管;3液相引壓管;4氣相引壓管;5砝碼;6絲杠;7可逆電機(jī);8編碼盤;9發(fā)訊器28 稱重式液罐計(jì)量儀21121MgLLAppgHpp12HKHMLA
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024物業(yè)公司承擔(dān)住宅小區(qū)垃圾清運(yùn)的合同
- 2025年度留置車輛處置借款合同4篇
- 2025年grc構(gòu)件生產(chǎn)線投資建設(shè)與運(yùn)營合同3篇
- 年度PAPTFE競爭策略分析報(bào)告
- 年度童書產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告
- 2024-2025學(xué)年新教材高中語文基礎(chǔ)過關(guān)訓(xùn)練15諫逐客書含解析部編版必修下冊
- 二零二五版白糖倉儲物流服務(wù)合同范本2篇
- 2025年理療項(xiàng)目合作協(xié)議范本:特色理療項(xiàng)目合作框架協(xié)議3篇
- 2025年度中小企業(yè)間資金周轉(zhuǎn)互助合同范本
- 二零二五年度商業(yè)地產(chǎn)租賃合同中情勢變更處理辦法及責(zé)任劃分4篇
- 骨科手術(shù)后患者營養(yǎng)情況及營養(yǎng)不良的原因分析,骨傷科論文
- GB/T 24474.1-2020乘運(yùn)質(zhì)量測量第1部分:電梯
- GB/T 12684-2006工業(yè)硼化物分析方法
- 定崗定編定員實(shí)施方案(一)
- 高血壓患者用藥的注意事項(xiàng)講義課件
- 特種作業(yè)安全監(jiān)護(hù)人員培訓(xùn)課件
- (完整)第15章-合成生物學(xué)ppt
- 太平洋戰(zhàn)爭課件
- 封條模板A4打印版
- T∕CGCC 7-2017 焙烤食品用糖漿
- 貨代操作流程及規(guī)范
評論
0/150
提交評論