羅物位檢測(cè)及儀表

物位檢測(cè)儀表

3第四節(jié)物位檢測(cè)及儀表如：合成氨銅洗塔

測(cè)量物位的儀表叫做物位計(jì)。按其工作原理不同可分為直讀式物位儀表浮力式物位儀表靜壓式物位儀表電磁式物位儀表核輻射式物位儀表聲波式物位儀表光學(xué)式物位儀表直讀式物位計(jì)主要是玻璃液位計(jì)，玻璃液位計(jì)是按照連通器液柱靜壓平衡的原理工作的，按結(jié)果可以分為玻璃管式和玻璃板式兩種。一、直讀式物位儀表二、浮力式物位儀表浮力式物位計(jì)利用漂浮在液面上的浮子（也稱浮標(biāo)）或浸沉于液體中的浮筒（也稱沉筒）所受的浮力隨液位而變化來(lái)進(jìn)行液位測(cè)量的。分為浮子式液位計(jì)、翻版式液位計(jì)和浮筒式液位計(jì)。浮球式液位計(jì)浮筒液位計(jì)浮球式水位控制器（內(nèi)浮式）調(diào)整箱組件浮筒浮球連桿非導(dǎo)磁管下限水銀開(kāi)關(guān)磁鋼上限水銀開(kāi)關(guān)翻版式液位計(jì)的翻版由極薄的導(dǎo)磁金屬制成，兩面涂以顯著不同的顏色。當(dāng)磁性浮子隨液面升降時(shí)，帶動(dòng)翻版繞小軸翻轉(zhuǎn)。兩種顏色的分界點(diǎn)即為液位。翻版式液位計(jì)翻板式液位計(jì)工作原理動(dòng)畫(huà)演示浮筒式液位計(jì)的檢測(cè)元件是浸沒(méi)于液體中的浮筒（或沉筒）。浮筒所受浮力隨液位發(fā)生變化。此浮力變化再以力或位移變化的形式，帶動(dòng)電動(dòng)或氣動(dòng)元件發(fā)出信號(hào)給顯示儀表以顯示液位，也可以實(shí)現(xiàn)液位的報(bào)警和調(diào)節(jié)。

3．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(wú)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：一般即從而被測(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)。三、差壓式物液位變送器靜壓法測(cè)量原理h若液位的高度為h，則液體底部的壓力為：1、開(kāi)口容器的液位測(cè)量2、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。003、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。什么是零點(diǎn)遷移1．無(wú)遷移：2．有遷移形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測(cè)壓差。正壓室：負(fù)壓室：差壓：無(wú)遷移負(fù)遷移H=0時(shí)，△P=0，變送器的輸出I=4mA；H=Hmax時(shí)，△P=△Pmax,變送器的輸出I=20mA.H=0時(shí)，△P<0，變送器的輸出I<4mA；H=Hmax時(shí)，△P<△Pmax,變送器的輸出I<20mA.例如：已知求量程和遷移量？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當(dāng)H=0時(shí)，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。正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

舉例1.某貯罐內(nèi)的壓力變化范圍為12~15MPa，要求遠(yuǎn)傳顯示，試選擇一臺(tái)DDZ-Ⅱ型壓力變送器(包括準(zhǔn)確度等級(jí)和量程)。如果壓力由12MPa變化到15MPa，問(wèn)這時(shí)壓力變送器的輸出變化了多少?如果附加遷移機(jī)構(gòu),問(wèn)是否可以提高儀表的準(zhǔn)確度和靈敏度?遷移為7MPa。（如果已知某廠生產(chǎn)的DDZ-Ⅱ型壓力變送器的規(guī)格有：0～10，18，25，60，100（MPa）精度等級(jí)均為0.5級(jí)。輸出信號(hào)范圍為0～10mA）。

29由已知條件，最高壓力為15MPa，若貯罐內(nèi)的壓力是比較平穩(wěn)的，取壓力變送器的測(cè)量上限為若選擇測(cè)量范圍為0～25MPa、準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí),這時(shí)允許的最大絕對(duì)誤差為

由于變送器的測(cè)量范圍為0～25MPa，輸出信號(hào)范圍為0～10mA,故壓力為12MPa時(shí),輸出電流信號(hào)為

31壓力為15MPa時(shí)，輸出電流信號(hào)為

這就是說(shuō),當(dāng)貯罐內(nèi)的壓力由12MPa變化到15MPa時(shí),變送器的輸出電流只變化了1.2mA。在用差壓變送器來(lái)測(cè)量液位時(shí)，由于在液位H=0時(shí),差壓變送器的輸入差壓信號(hào)Δp并不一定等于0，故要考慮零點(diǎn)的遷移。實(shí)際上遷移問(wèn)題不僅在液位測(cè)量中遇到，在其他參數(shù)的測(cè)量中也可能遇到。加上遷移機(jī)構(gòu)，可以改變測(cè)量的起始點(diǎn)，提高儀表的靈敏度(只不過(guò)這時(shí)儀表量程也要作相應(yīng)改變)。32由本例題可知，如果確定正遷移量為7MPa，則變送器的量程規(guī)格可選為18MPa。那么此時(shí)變送器的實(shí)際測(cè)量范圍為7～25MPa，即輸入壓力為7MPa時(shí)，輸出電流為0mA；輸入壓力為25MPa時(shí)，輸出電流為10mA。這時(shí)如果輸入壓力為12MPa，則輸出電流為輸入壓力為15MPa時(shí),輸出電流為

34由此可知，當(dāng)輸入壓力由12MPa變化到15MPa時(shí)，輸出電流變化了1.67mA，比不帶遷移機(jī)構(gòu)的變送器靈敏度提高了。變送器的準(zhǔn)確度等級(jí)仍為0.5級(jí)，此時(shí)儀表的最大允許絕對(duì)誤差為(25-7)×0.5%=0.09MPa，所以，由于加了遷移機(jī)構(gòu)，使儀表的測(cè)量誤差減少了。35法蘭式差壓變送器測(cè)液位36例2.用一臺(tái)雙法蘭式差壓變送器測(cè)量某容器的液位,如圖4-15所示。已知被測(cè)液位的變化范圍為0~3m,被測(cè)介質(zhì)密度ρ=900kg/m3,毛細(xì)管內(nèi)工作介質(zhì)密度ρ0=950kg/m3。變送器的安裝尺寸為h1=1m,h2=4m。求變送器的測(cè)量范圍,并判斷零點(diǎn)遷移方向,計(jì)算遷移量,當(dāng)法蘭式差壓變送器的安裝位置升高或降低時(shí),問(wèn)對(duì)測(cè)量有何影響?解：當(dāng)不考慮遷移量時(shí),變送器的測(cè)量范圍應(yīng)根據(jù)液位的最大變化范圍來(lái)計(jì)算。液位為3m時(shí),其壓差為37上述計(jì)算結(jié)果Δpmax為26.487kPa,經(jīng)過(guò)圓整后,測(cè)量范圍可選0～30kPa。根據(jù)圖示,當(dāng)液位高度為H時(shí),差壓變送器正壓室所受的壓力p1為負(fù)壓室所受的壓力p2為38因此，差壓變送器所受的壓差為由上式可知,該差壓變送器應(yīng)進(jìn)行負(fù)遷移,其遷移量為h2ρ0g。當(dāng)差壓變送器安裝的高度改變時(shí),只要兩個(gè)取壓法蘭間的尺寸h2不變,其遷移量是不變的。39五、電氣式物位計(jì)

dDLDdLH1、電容式基本工作原理

dDL當(dāng)極板之間一部分介質(zhì)被介電常數(shù)為ε2的另一種介質(zhì)填充時(shí)，可推導(dǎo)出電容變化量

DdLH1—金屬電極棒；2—容器壁圖3-45料位檢測(cè)料位的檢測(cè)

用電容法可以測(cè)量固體塊狀顆粒體及粉料的料位。由于固體間磨損較大，容易“滯留”，可用電極棒及容器壁組成電容器的兩極來(lái)測(cè)量非導(dǎo)電固體料位。電容量變化與料位升降的關(guān)系為181-電阻棒；2-絕緣套；3-測(cè)量電橋2、電阻式液位計(jì)（電極式液位計(jì)）該傳感器的材料、結(jié)構(gòu)與尺寸確定后，K1、K2均為常數(shù)，電阻大小與液位高度成正比。電阻的測(cè)量可用圖中的電橋電路完成。

3、電阻式料位計(jì)電極接觸式料位計(jì)

1-絕緣套；2、3、4=電極

5-信號(hào)器；6-金屬容器壁六、核輻射式物位儀表八、光學(xué)式物位計(jì)激光物位計(jì)

激光式液位檢測(cè)儀由激光發(fā)射器、接收器及測(cè)量控制電路組成。工作方式有反射式和遮斷式，在液位測(cè)量中兩種方式都可使用，但一般只用作定點(diǎn)檢測(cè)控制，不易進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。

反射式激光液位檢測(cè)原理圖1-激光發(fā)射器；2-上液位接收器；3-下液位接收器九、重錘探測(cè)式料位計(jì) 重錘連在與電