物位測(cè)量課件

第六章物位測(cè)量

主要分類靜壓式物位檢測(cè)浮力式液位檢測(cè)電氣式物位檢測(cè)聲學(xué)式物位檢測(cè)射線式物位檢測(cè)第六章物位測(cè)量主要分類1第一節(jié)靜壓式物位檢測(cè)一．靜壓法測(cè)量原理h所以測(cè)得表壓力p即可求得液位高度h。若液位的高度位h，則液體底部的壓力為：第一節(jié)靜壓式物位檢測(cè)一．靜壓法測(cè)量原理h所以測(cè)得表壓力p即2二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的液位測(cè)量）1．用壓力表測(cè)量液位：二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的液位測(cè)量）1．用壓力表測(cè)量液位32．法蘭式壓力變送器測(cè)量液位：

用于粘度大、有沉淀、易結(jié)晶、易凝固或具有腐蝕性的介質(zhì)，為防止導(dǎo)壓管堵塞或腐蝕儀表，采用法蘭式壓力變送器。二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的液位測(cè)量）2．法蘭式壓力變送器測(cè)量液位：二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的4靜壓液位計(jì)靜壓液位計(jì)5三．差壓式液位計(jì)

（密閉容器的液位測(cè)量）抵消了容器上部壓力變化對(duì)測(cè)量的影響。安裝方式:導(dǎo)壓管、法蘭式。三．差壓式液位計(jì)

（密閉容器的液位測(cè)量）抵消了容器上部壓力變6第六章物位測(cè)量課件7四．量程遷移：同時(shí)改變量程的下限和上限而量程保持不變。1．無遷移：四．量程遷移：同時(shí)改變量程的下限和上限而量程保持不變。82．負(fù)遷移：

形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測(cè)壓差。正壓室：負(fù)壓室：差壓：四．量程遷移：2．負(fù)遷移：正壓室：負(fù)壓室：差壓：四．量程遷移：9為了使變送器的輸出不受固定壓差的影響，采用零點(diǎn)遷移法，進(jìn)行負(fù)遷移，遷移量為Pg。例如：已知，，，，，四．量程遷移：為了使變送器的輸出不受固定壓差的影響，采用零點(diǎn)遷移法，進(jìn)行負(fù)10液位高度變化形成的差壓值為：所以可選擇差壓變送器量程為40kPa所以負(fù)遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)為-37.240kPa。四．量程遷移：液位高度變化形成的所以可選擇差壓變送器量程為40kPa所以負(fù)11正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

四．量程遷移：正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

四．量程12第二節(jié)浮力式液位檢測(cè)一．恒浮力式液位檢測(cè)：基本原理：浮于液面上的浮子隨著液位上升或下降，根據(jù)浮子的位置實(shí)現(xiàn)液位的檢測(cè)。例如：浮球式水位控制器：調(diào)整箱組件浮筒浮球連桿非導(dǎo)磁管下限水銀開關(guān)磁鋼上限水銀開關(guān)第二節(jié)浮力式液位檢測(cè)一．恒浮力式液位檢測(cè)：調(diào)整箱組件浮筒浮13二．變浮力式液位檢測(cè)（浮筒式液位計(jì)）

將一質(zhì)量為m的浮筒懸掛在彈簧上，彈簧的下端被固定，當(dāng)測(cè)量桶內(nèi)無水時(shí)，浮筒的重力與彈簧力達(dá)到平衡時(shí)，有：當(dāng)測(cè)量筒內(nèi)有一定高度的液位H時(shí)，浮筒受到液體的浮力上浮，根據(jù)力平衡：二．變浮力式液位檢測(cè)（浮筒式液位計(jì)）將一質(zhì)量為m的浮14一般即被測(cè)液位H可表示為:即彈簧的位移量與液位成正比。彈簧的頂端連接有一鐵芯，鐵芯隨著彈簧的位移在差動(dòng)變壓器內(nèi)上下移動(dòng)輸出位移信號(hào)。二．變浮力式液位檢測(cè)（浮筒式液位計(jì)）一般即被測(cè)液位H可表15浮球式液位計(jì)浮筒液位計(jì)浮球式液位計(jì)浮筒液位計(jì)16第三節(jié)電氣式物位檢測(cè)以電容式液位檢測(cè)為例：當(dāng)兩圓筒間充以介電常數(shù)為ε1的氣體時(shí)，圓筒的電容量為：圓筒形金屬導(dǎo)體第三節(jié)電氣式物位檢測(cè)以電容式液位檢測(cè)為例：當(dāng)兩圓筒間充以介17

當(dāng)圓筒形電容器幾何尺寸一定，電容器電容增量與液位高度H成正比。同時(shí)，兩種介質(zhì)的介電常數(shù)的差值越大，越大，靈敏度高。如果圓筒形電極間的一部分被介電常數(shù)為ε2的液體所浸沒，被浸沒的電極長(zhǎng)度為H，此時(shí)的電容量為：電容式液位檢測(cè)當(dāng)圓筒形電容器幾何尺寸一定，電容器電容增量與液位高度H18適用對(duì)象：非導(dǎo)電液體或固體。對(duì)于導(dǎo)電液體，電極要用絕緣物覆蓋作為中間介質(zhì)，而液體和外圓筒一起作為外電極。電容式液位檢測(cè)適用對(duì)象：非導(dǎo)電液體或固體。電容式液位檢測(cè)19超聲波物位檢測(cè)方法通過測(cè)量聲波從發(fā)射至接受反射回波的時(shí)間間隔來確定物位高低。第四節(jié)聲學(xué)式物位檢測(cè)一．超聲波檢測(cè)原理：20kHz以上頻率的機(jī)械波稱為超聲波。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時(shí)，因?yàn)閮煞N介質(zhì)的密度不同和聲波在其中的傳播速度不同，在分界面上聲波會(huì)產(chǎn)生反射和折射。反射系數(shù)與聲阻抗（）有關(guān)，當(dāng)超聲波傳播速度已知，可根據(jù)時(shí)間求得物位。超聲波物位檢測(cè)方法通過測(cè)量聲波從發(fā)射至接受反射回波的時(shí)間間隔20基于壓電效應(yīng)、和逆壓電效應(yīng)。發(fā)射器：將交變電壓轉(zhuǎn)換成向外發(fā)射的機(jī)械波。接收器：把聲能轉(zhuǎn)換成電能。實(shí)現(xiàn)方法：檢測(cè)時(shí)一般采用較高頻率的超聲脈沖。這樣可減少了單位時(shí)間超聲波的發(fā)射能量，又可提高超聲脈沖的幅值好處：前者有利于減少空化效應(yīng)，溫升效應(yīng)，后者可提高測(cè)量精度。二．超聲波物位計(jì)的接收和發(fā)射基于壓電效應(yīng)、和逆壓電效應(yīng)。二．超聲波物位計(jì)的接收和發(fā)射21超聲波傳播速度的補(bǔ)償方法溫度補(bǔ)償設(shè)置校正具超聲波傳播速度的補(bǔ)償方法溫度補(bǔ)償設(shè)置校正具22二、電極式液位計(jì)利用液體導(dǎo)電原理制成，是一種簡(jiǎn)易液位計(jì)。工作原理見圖二、電極式液位計(jì)利用液體導(dǎo)電原理制成，是一種簡(jiǎn)易液位計(jì)。工作23第六章物位測(cè)量

主要分類靜壓式物位檢測(cè)浮力式液位檢測(cè)電氣式物位檢測(cè)聲學(xué)式物位檢測(cè)射線式物位檢測(cè)第六章物位測(cè)量主要分類24第一節(jié)靜壓式物位檢測(cè)一．靜壓法測(cè)量原理h所以測(cè)得表壓力p即可求得液位高度h。若液位的高度位h，則液體底部的壓力為：第一節(jié)靜壓式物位檢測(cè)一．靜壓法測(cè)量原理h所以測(cè)得表壓力p即25二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的液位測(cè)量）1．用壓力表測(cè)量液位：二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的液位測(cè)量）1．用壓力表測(cè)量液位262．法蘭式壓力變送器測(cè)量液位：

用于粘度大、有沉淀、易結(jié)晶、易凝固或具有腐蝕性的介質(zhì)，為防止導(dǎo)壓管堵塞或腐蝕儀表，采用法蘭式壓力變送器。二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的液位測(cè)量）2．法蘭式壓力變送器測(cè)量液位：二．壓力式液位計(jì)

（開口容器的27靜壓液位計(jì)靜壓液位計(jì)28三．差壓式液位計(jì)

（密閉容器的液位測(cè)量）抵消了容器上部壓力變化對(duì)測(cè)量的影響。安裝方式:導(dǎo)壓管、法蘭式。三．差壓式液位計(jì)

（密閉容器的液位測(cè)量）抵消了容器上部壓力變29第六章物位測(cè)量課件30四．量程遷移：同時(shí)改變量程的下限和上限而量程保持不變。1．無遷移：四．量程遷移：同時(shí)改變量程的下限和上限而量程保持不變。312．負(fù)遷移：

形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測(cè)壓差。正壓室：負(fù)壓室：差壓：四．量程遷移：2．負(fù)遷移：正壓室：負(fù)壓室：差壓：四．量程遷移：32為了使變送器的輸出不受固定壓差的影響，采用零點(diǎn)遷移法，進(jìn)行負(fù)遷移，遷移量為Pg。例如：已知，，，，，四．量程遷移：為了使變送器的輸出不受固定壓差的影響，采用零點(diǎn)遷移法，進(jìn)行負(fù)33液位高度變化形成的差壓值為：所以可選擇差壓變送器量程為40kPa所以負(fù)遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)為-37.240kPa。四．量程遷移：液位高度變化形成的所以可選擇差壓變送器量程為40kPa所以負(fù)34正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

四．量程遷移：正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

四．量程35第二節(jié)浮力式液位檢測(cè)一．恒浮力式液位檢測(cè)：基本原理：浮于液面上的浮子隨著液位上升或下降，根據(jù)浮子的位置實(shí)現(xiàn)液位的檢測(cè)。例如：浮球式水位控制器：調(diào)整箱組件浮筒浮球連桿非導(dǎo)磁管下限水銀開關(guān)磁鋼上限水銀開關(guān)第二節(jié)浮力式液位檢測(cè)一．恒浮力式液位檢測(cè)：調(diào)整箱組件浮筒浮36二．變浮力式液位檢測(cè)（浮筒式液位計(jì)）

將一質(zhì)量為m的浮筒懸掛在彈簧上，彈簧的下端被固定，當(dāng)測(cè)量桶內(nèi)無水時(shí)，浮筒的重力與彈簧力達(dá)到平衡時(shí)，有：當(dāng)測(cè)量筒內(nèi)有一定高度的液位H時(shí)，浮筒受到液體的浮力上浮，根據(jù)力平衡：二．變浮力式液位檢測(cè)（浮筒式液位計(jì)）將一質(zhì)量為m的浮37一般即被測(cè)液位H可表示為:即彈簧的位移量與液位成正比。彈簧的頂端連接有一鐵芯，鐵芯隨著彈簧的位移在差動(dòng)變壓器內(nèi)上下移動(dòng)輸出位移信號(hào)。二．變浮力式液位檢測(cè)（浮筒式液位計(jì)）一般即被測(cè)液位H可表38浮球式液位計(jì)浮筒液位計(jì)浮球式液位計(jì)浮筒液位計(jì)39第三節(jié)電氣式物位檢測(cè)以電容式液位檢測(cè)為例：當(dāng)兩圓筒間充以介電常數(shù)為ε1的氣體時(shí)，圓筒的電容量為：圓筒形金屬導(dǎo)體第三節(jié)電氣式物位檢測(cè)以電容式液位檢測(cè)為例：當(dāng)兩圓筒間充以介40

當(dāng)圓筒形電容器幾何尺寸一定，電容器電容增量與液位高度H成正比。同時(shí)，兩種介質(zhì)的介電常數(shù)的差值越大，越大，靈敏度高。如果圓筒形電極間的一部分被介電常數(shù)為ε2的液體所浸沒，被浸沒的電極長(zhǎng)度為H，此時(shí)的電容量為：電容式液位檢測(cè)當(dāng)圓筒形電容器幾何尺寸一定，電容器電容增量與液位高度H41適用對(duì)象：非導(dǎo)電液體或固體。對(duì)于導(dǎo)電液體，電極要用絕緣物覆蓋作為中間介質(zhì)，而液體和外圓筒一起作為外電極。電容式液位檢測(cè)適用對(duì)象：非導(dǎo)電液體或固體。電容式液位檢測(cè)42超聲波物位檢測(cè)方法通過測(cè)量聲波從發(fā)射至接受反射回波的時(shí)間間隔來確定物位高低。第四節(jié)聲學(xué)式物位檢測(cè)一．超聲波檢測(cè)原理：20kHz以上頻率的機(jī)械波稱為超聲波。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時(shí)，因?yàn)閮煞N介質(zhì)的密度不同和聲波在其中的傳播速度不同，在分界面上聲波會(huì)產(chǎn)生反射和折射。反射系數(shù)與聲阻抗（）有關(guān)，當(dāng)超聲波傳播速度已知，可根據(jù)時(shí)間求得物位。超聲波物位檢測(cè)方法通過測(cè)量聲波從發(fā)射至接受反射回波的時(shí)間間隔43基于壓電效應(yīng)、和逆壓電效應(yīng)。發(fā)射器：將交變電壓轉(zhuǎn)換成向外發(fā)射的機(jī)械波。接收器：把聲能轉(zhuǎn)換成電能。實(shí)現(xiàn)方法：檢測(cè)時(shí)一般采用較高