雷達式液位計課件

項目三物位儀表檢修技能目標知識目標素質(zhì)目標1.可以對常見的液位儀表進行安裝、拆卸及校驗。2.熟練掌握液位儀表定檢、檢修規(guī)程。3．具有一定的液位檢測儀表的故障判斷能力及處理能力。1.掌握液位儀表的常見類型及工作原理。2.掌握液位儀表的檢修及校驗的基礎知識。3.掌握液位儀表的故障現(xiàn)象及原因。1.認識到液位儀表檢測對于生產(chǎn)的重要性。2.能夠建立崗位之間合作的工作態(tài)度。3.認識到儀表工安全、迅速、準確處理液位儀表故障對于化工生產(chǎn)的重要意義。物位檢測儀表3.1概述3.1.1物位測量的內(nèi)容及意義物位：物料的位置和高度，包括液位、界位和料位。液位：氣液分界面高度；界位：兩種液體的分界面高度；料位：固液（氣）分界面高度。物位測量目的：一是用于確定物料的體積或質(zhì)量，保證原料供給，或進行經(jīng)濟核算；二是調(diào)節(jié)流入與流出物料的平衡，保證產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)安全。3.1.2物位檢測方法及儀表分類1．按工作原理分類（1）直讀式液位儀表連通器原理，有玻璃管式、玻璃板液位計等。（2）浮力式物位儀表浮力原理，有恒浮力式和變浮力式兩種。（3）靜壓式物位儀表流體靜力學原理。（4）電氣式物位儀表將物位的變化轉(zhuǎn)換為電量檢測。（5）反射式物位儀表利用超聲波、微波反射信號行程間接測量液位。（6）射線式物位檢測利用射線在被測介質(zhì)中的吸收程度。2．按傳感器與被測介質(zhì)是否接觸分類（1）接觸式物位儀表如直讀式、浮力式、靜壓式、電容式等。（2）非接觸式物位儀表如雷達式、超聲波式、射線式等。

直讀式液位計

3.2.1玻璃管液位計圖3.1玻璃管液位計1、5-連通閥；2-標尺；3—玻璃管；4—密封填料；6—排污閥；7-防溢鋼球；8、10-連接法蘭；9-壓蓋原理：連通器原理。

ρ1=ρ2，則h1=h2.量程300～1200mm，工作壓力≤1.6MPa，耐溫400oC。鍋爐內(nèi)的實際液位和玻璃管液位計液位相同嗎？3.2.2玻璃板液位計圖3.2玻璃板液位計1—液罐；2—連通閥；3-玻璃板；4-金屬壓框；5-排污閥；6-連通閥結構：由厚鋼化玻璃板、金屬壓框和連通閥構成。玻璃板液位計的長度為500～1700mm，最大耐壓為5MPa，耐溫400oC。透光式玻璃板液位計：液體處在兩塊玻璃板之間。缺點是液體粘附玻璃，不宜看清真實液位。折光式玻璃板液位計：液體處在金屬框與棱形玻璃板之間。原理：由于玻璃板對氣、液的折光率不同，液相看起來是暗的，氣相部分亮，氣液界面明顯。3.2.3雙色水位計圖3.3雙色水位計結構和工作原理示意圖

1-上側(cè)連通管；2-加熱用蒸汽進汽管；3-水位計鋼座；4-加熱室；5-測量室；6-加熱蒸汽出口管；7-下側(cè)連通管；8-光源；9-毛玻璃；10-紅色濾光玻璃；11-綠色濾光玻璃；12-組合透鏡；13-光學玻璃板；14-墊片；15-云母片；16-保護罩；17-觀察窗

測量高壓鍋爐汽包水位時，汽水顯示亮度相同，玻璃板有污垢時不易判斷水位。結構：光源的白光經(jīng)紅、綠濾光玻璃后成為紅、綠混合光，再經(jīng)透鏡分光形成紅、綠兩股光束以不同角度射入測量室。原理：在測量室汽相部分，蒸汽對紅、綠光折射率都很小，紅光直射到觀察窗口，而綠光偏離窗口。所以在觀察窗看到水位計中蒸汽呈紅色。測量室液相部分形成一段水棱鏡。水中綠光折射率比紅光大，使綠光折射后正好射到觀察窗口、紅光折射后偏離觀察窗口。因而在觀察窗看到的水呈綠色。特點：顯示醒目、便于觀察。工作壓力4-22MPa，工作溫度<300℃。3.3浮力式物位計

3.3.1恒浮力式液位計

1．浮標式液位計

結構：原理：當浮標受力平衡時，浮標可以隨液面穩(wěn)定：

式中W——浮標的重力；

F——浮標所受的浮力；

G——平衡重物的重力。液位上升時，其上浮力F增加，浮標向上移動,直達到新的力平衡，反之亦然。因而實現(xiàn)了浮標對液位的跟蹤。通過同步移動的平衡錘便可以指示出液位的高度。特點：簡單直觀，測量精度低。誤差原因：滑輪摩擦，鋼絲繩熱脹冷縮。2.浮子鋼帶式液位計結構特點：用均勻穿孔鋼帶代替鋼絲繩，釘輪13周邊的釘狀齒與鋼帶上的孔嚙合，將鋼帶的直線運動變?yōu)獒斴嗈D(zhuǎn)動，通過齒輪傳動機構，由機械計數(shù)器9指示出液位。原理：液位下降時，浮子重量拉動鋼帶使收帶輪-卷簧輪6順時針轉(zhuǎn)動，將卷繞在儲簧輪8上恒力卷簧7反繞在卷簧輪上。液位升高時，鋼帶拉力減小，恒力卷簧7將卷簧收回到儲簧輪8上，收帶輪-卷簧輪逆時針轉(zhuǎn)動。鋼帶通過齒輪傳動機構，由機械計數(shù)器9指示出液位。特點：鋼帶拉力恒定、測量精度高（可達0.3%）、測量范圍大（0～20m）。圖3.5浮子鋼帶式液位計1-浮子；2-鋼帶；3-滑輪；4-導向輪；5、6-收帶輪-卷簧輪（同軸）；7-恒力卷簧；8-儲簧輪；9-計數(shù)器；10-指針；11-傳動齒輪；12-轉(zhuǎn)角傳感器；13-釘輪；14-導向鋼絲3.編碼鋼帶液位計

通過在連接鋼帶上打孔編碼，用光電變送器轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼信號輸出。圖3.6編碼鋼帶式液位計的結構1－浮子；2－導向鋼絲；3－滑輪；4－連接鋼帶；5－碼帶；6－重錘；7－儀表箱；8－變送器；9－過帶輪；特點：①測量精度高，絕對誤差小于2mm。②無復雜的齒輪傳動機構，壽命長，系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠。③4～20mA標準信號輸出，便于遠傳。④采用紅外光電技術及格雷碼帶，抗干擾能力強。4.浮球式液位計用途：密閉容器，液體介質(zhì)的溫度、壓力、粘度較高，而變化范圍較小的液位測量。原理：杠桿力矩平衡原理。（分離器液位）圖3.7浮球式液位計1—浮球；2—連桿；3—轉(zhuǎn)動軸；4—杠桿；5—指針標尺；6-平衡錘類型：內(nèi)浮球式、外浮球。電動浮球變送器直接安裝在各種儲槽設備上，特別適用于煉油廠的熱重油、瀝青以及易燃、易爆、有腐蝕性的介質(zhì)測量，應用廣泛。浮球液位控制器液位越顯報警的一種液位開關，當液位到達上下限位置時，壓力開關發(fā)出開關式信號。5．磁翻板式液位結構：連通器、帶磁鐵浮子、磁翻版（每個磁翻板都有磁性，一面是紅色，另一面為白色）。圖3.9磁翻板液位計1—磁翻板；2—內(nèi)裝磁鋼的浮子；3—翻板支架；4—連通器；5—連接法蘭；6—連通閥；7—被測容器

原理：當磁浮子隨液位升降時，浮子磁場對磁翻板的吸引，迫使磁翻板轉(zhuǎn)向，使磁浮子以下翻板為紅色，磁浮子以上翻板為白色，顯示液位。特點：結構牢固，工作可靠，顯示醒目。精度低、磁翻板易腿色退磁、浮子易卡。磁翻板液位計磁翻轉(zhuǎn)液位計

3.3.2變浮力式物位計

1.浮筒式物位計原理圖3.9浮筒式物位計結構浮筒是一不銹鋼空心長圓柱體。浮筒的重量大于同體積的液體重量，使浮筒不能漂浮在液面上。原理：浮筒6懸掛在杠桿4一端，與扭力管3固連。扭力管3是一種密封式的輸出軸，利用扭力管的彈性變形把浮筒上的力變成芯軸的轉(zhuǎn)動。浮筒式液位計浮筒式液位計由四部分組成：浮筒、彈簧、磁鋼室和輸出指示。適合對各種密封容器內(nèi)的液面測量。圖3.10扭力管平衡的浮筒測量原理1—外殼；2—芯軸；3—扭力管；4—杠桿；5—支點；6-浮筒

當浮筒拉力f與扭力管扭角θ關系式中M0——作用在扭力管上的扭力矩；

d1、d2——分別為扭力管的內(nèi)、外徑；

C——扭力管橫向彈性系數(shù)；

L0——扭力管的長度。L——浮筒中心到扭力管中心的距離。為常數(shù)當液位為零時f=W最大，扭力管扭角達到最大，θ約為7°。當液位上升時，浮筒浮力增大，拉力f減小，θ減小，約為2°。當液位為H時，浮筒上拉力變化ρ——液體的密度；A——浮筒的截面積；W——浮筒的重量。與H=0時相比，扭力管扭角變化量Δθ與液位H成正比關系，負號表示液位H越高，扭角θ越小。2．變送環(huán)節(jié)

F2390電動浮筒液位變送器。主要由振蕩器、渦流差動變壓器、解調(diào)器、直流放大器組成。圖3.12轉(zhuǎn)換器電路框圖原理：當芯軸帶動差動變壓器動臂傳動時，輸出線圈上的感應電壓⊿u變化與⊿θ成正比。⊿u變?yōu)橹绷麟妷篤，送入差分放大器U放大，其輸出電壓經(jīng)解調(diào)器將功率放大器轉(zhuǎn)換為4～20mA電流I0輸出。浮筒液位計的量程取決于浮筒長度，有300、500、800、1200、1600、2000mm。3.浮筒液位變送器的校驗

（1）干校法用掛法碼干校浮筒液位計。該砝碼所產(chǎn)生的重力f應等于浮筒的重力(包括掛鏈或掛桿的重力)W與液面在校驗點時浮筒所受的浮力F之差。當測量兩種介質(zhì)的界面高度時fH——液面在被校點H處砝碼的重力，N；D——浮筒外徑，m；L——儀表量程，m；H——液面高度，m；ρ1——重相液體的密度，kg／m3；ρ2——輕相液體的密度，kg／m3。

mH——液面在被校點H處砝碼的質(zhì)量，kg；M——浮筒、掛鏈或掛桿的質(zhì)量，kg。當測液面高度時，ρ2為氣相密度。ρ1＞＞ρ2，可簡化為則所掛砝碼的質(zhì)量為【例題3．1】浮筒液位計浮筒質(zhì)量m1=1．47kg，掛鏈質(zhì)量m2=0．047kg，浮簡直徑D=0．013m，液位范圍H=0~2m。被測液體的密度p1=850kg／m3，校驗時所用托盤質(zhì)量為m3=0．246kg，現(xiàn)求當液位分別為0％、50％、100％時，各校驗點應分別加多大的砝碼?解：由題意可知，當液位為0％時，浮筒所受的浮力為零，浮筒液位計所受的力僅為浮筒、掛鏈的重力之和。所以，應加砝碼的質(zhì)量為

m0=m1+m2—m3=1.47+0.047--0．246=1.253(kg)當液位為50％時，應加砝碼質(zhì)量為

=1.253--(kg).當液位為100％時，應加砝碼質(zhì)量為

=1.253--(kg)（2）水校法校驗時關閉浮筒室的上、下引壓閥，向測量筒中灌水，用換算灌水高度進行校驗。校驗時所加水位高度h應滿足與被校液位高度為H時浮筒對杠桿的拉力相同。校驗所加水位高度h為【例題3．2】現(xiàn)用一電動浮筒液位變送器測量某分餾塔的液位，其浮筒長度為L=1600mm，被測介質(zhì)密度為800kg／m3?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)該液位計不準，需進行校驗。試計算當輸出20％、40％、60％、80％、100％時，浮筒內(nèi)校驗加水的高度。解：當液位最高時(100％)，儀表輸出為20mA，此時灌水高度為

(mm)同理，當液位分別為20％、40％、60％、80％時，灌水的高度分別為256mm、512mm、768mm和1024mm。例題（校驗浮筒液位計）1浮筒液位計浮筒質(zhì)量m1=1.47kg，掛鏈質(zhì)量m2=0.047kg，浮筒直徑D=0.013m，液位范圍H=0~2m，被測液位的密度是ρ=850kg/m3，校驗時所用托盤的質(zhì)量為m3=0.246kg，當液位是0%、50%、100%時，各個校驗點應該分別是多大的砝碼？2.水校驗方法時，如果校驗液位是0%、50%、100%時，則灌水高度應該是多少？3.4靜壓式液位計3.4.1測量原理

原理：流體靜力學原理對敞口容器，PA為大氣壓Pb——B點的表壓力；Pa——當?shù)卮髿鈮毫Α?.4.2遷移問題

安裝條件限制、引壓管路隔離液影響，會造成附加靜壓。為消除附加靜壓影響，需調(diào)整差壓變送器點，使之H=0時指零，儀表輸出上、下限的與液位的零點、量程相對應。這種方法稱為“零點遷移”。圖

差壓式液位計原理圖當H=0時，△P=0，差壓變送器未受任何附加靜壓。差壓變送器無需遷移。當H=0時，△P>0，差壓變送器受附加正差壓作用，需進行正遷移，遷移量：當H=0時，△P>0，差壓變送器受附加正差壓作用，需進行正遷移，遷移量：正、負遷移的實質(zhì)是同時改變量程的上、下限，而不改變量程的大小。(a)無遷移(b)正遷移(c)負遷移圖3.15差壓式液位計的應用

零點遷移問題在使用差壓變送器測量液位時，一般來說實際應用中，正、負室壓力p1、p2分別為則圖

負遷移示意圖圖

正負遷移示意圖圖

正遷移示意圖舉例

某差壓變送器的測量范圍為0～5000Pa，當壓差由0變化到5000Pa時，變送器的輸出將由4mA變化到20mA，這是無遷移的情況，如左圖中曲線a所示。負遷移如曲線b所示，正遷移如曲線c所示。

一般型號后面加“A”的為正遷移；加“B”的為負遷移?！纠?.3】用變送器測量某容器的液位,如圖3.14所示。已知被測液位的變化范圍H為0～5m,被測介質(zhì)密度ρ1=800kg/m3,毛細管內(nèi)工作介質(zhì)密度ρ2=900kg/m3。變送器的安裝尺寸為h1=2m,h2=8m。求變送器的量程范圍,并判斷零點遷移方向,計算遷移量。變送器的測量范圍是液位變化范圍內(nèi)變送器的壓力變化變送器正壓室的壓力：變送器負壓室的壓力：所以正負壓室的壓力差為：當H=0時，因為所以變送器是負遷移，遷移量是529200Pa。答：變送器的測量范圍是0~39200Pa，是負遷移，遷移量是52920Pa。例題差壓變送器的量程是0----60KPa，變送器在液位零點取壓口下方2米處（h=2m），導壓管內(nèi)介質(zhì)的密度是0.9×103kg/m3,判斷零點遷移方向，計算遷移量，并計算變送器工作時的實際量程范圍是多少？3.4.3法蘭式差壓變送器測量液位

如果被測介質(zhì)易凝、易結晶或有腐蝕性，為避免導壓管阻塞與腐蝕，可采用法蘭式差壓變送器。圖3.17用法蘭式差壓變送器測量液位

法蘭式差壓變送器的敏感元件是金屬膜盒，經(jīng)毛細管與變送器的測量室相通。由膜盒、毛細管、測量室組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有硅油，通過硅油傳遞壓力，省去引壓導管，安裝也比較方便，解決了導管的腐蝕和阻塞問題。用法蘭式差壓變送器測量液位

單法蘭式

雙法蘭式

法蘭式差壓變送器按其結構形式圖

法蘭式差壓變送器測量液位示意圖1—法蘭式測量頭；2—毛細管；3—變送器選擇原則如下：①單平法蘭式：用于易凝固、強腐蝕介質(zhì)的液位測量。②插入式法蘭：插入容器內(nèi)部，適合于檢測高粘度、易沉淀或結晶介質(zhì)。③雙法蘭式：被測介質(zhì)腐蝕性較強、負壓室又無法選用適用的隔離液時。用一臺雙法蘭差壓變送器測量某容器的液位，如圖所示。已知被測液位的變化范圍H為0~4m，被測介質(zhì)密度ρ=900kg/m3，毛細管內(nèi)工作介質(zhì)密度ρ0=1000kg/m3。變送器的安裝尺寸為h1=1m，h2=5m。求變送器的測量范圍，并判斷零點遷移方向，計算遷移量，當雙法蘭差壓變送器的安裝位置升高或降低時，問對測量有何影響?變送器的測量范圍是液位變化范圍內(nèi)變送器的壓力變化變送器正壓室的壓力：變送器fu壓室的壓力：所以正負壓室的壓力差為：當H=0時，因為所以變送器是負遷移，遷移量是49000Pa。當差壓變送器安裝的高度改變時,只要兩個取壓法蘭間的尺寸h2不變，其遷移量是不變的。3.4.4吹氣法測量液位

適合于測量具有強腐蝕、高粘度或含有懸浮顆粒介質(zhì)。圖3.19吹氣式液位計1—過濾器；2—減壓閥；3—節(jié)流元件；4—流量計；5—吹氣管；6—壓力表或壓力變送器原理：壓縮空氣經(jīng)過濾器1、減壓閥2、節(jié)流元件（調(diào)節(jié)閥）3、轉(zhuǎn)子流量計4，最后由導管的下端逸出時。忽略導管5中氣體的摩阻，導壓管內(nèi)氣體壓力與導管下端出口處的液體靜壓力（又稱液封壓力）相等。由壓力計6顯示的壓力即可反映出液位的高度。節(jié)流元件3作用，氣源流量恒定（滿足p2≤0.528p1）。克服氣流摩阻影響：采用間斷測量法，在暫時停氣時進行讀數(shù)。3.4.5投入式液位變送器結構：擴散硅式傳感器位于導氣電纜的底端，被安置到罐底，將承受的液相壓力、氣相壓力通過中空的導氣電纜，傳遞到傳感器上。特點：便于安裝、使用方便等優(yōu)點。①引壓導管應按最短距離敷設，總長度不應超過50米。管線的彎曲處應該是均勻的圓角。②引壓管路水平安裝時，應該保持不小于1：10的傾斜度，并加裝集氣、凝液收集器和沉淀器等，并定期排出。③引壓導管要注意保溫、防凍。④對有腐蝕作用的介質(zhì)，應加裝充有中性隔離液的隔離罐。在測量鍋爐汽包水位時，則應加裝冷凝罐。3.4.6.靜壓式液位計的安裝

(1)引壓導管的安裝⑤全部引壓管路應保持密封，而無泄漏現(xiàn)象。⑥引壓管路中應裝有必要的切斷、沖洗、排污等所需要的閥門，安裝前必須將管線清理干凈。（2）變送器的安裝差壓（壓力變送器）的安裝環(huán)境條件（例如溫度、濕度、腐蝕性、振動等）應該符合儀表而定的工作條件，否則，應該采取相應的預防措施。H——兩極板的長度；ε——兩極板中間介質(zhì)的介電常數(shù)；d——圓筒形外電極的內(nèi)徑；D——圓筒形內(nèi)電極的外徑。圖3.21圓柱型電容器1—內(nèi)極板；2-被測介質(zhì)；3-外極板3.5電容式物位計

3.5.1測量原理電容式物位傳感器的電容量當D和d一定時，電容量C

的大小與極板的長度L和介質(zhì)的介電常數(shù)ε的乘積成比例。3.5.2電容式物位計的測量方式1．測量非導電介質(zhì)液位電容傳感器外電極2上有孔，使介質(zhì)能流進電極之間。利用被測液體作電極間絕緣介質(zhì)。H=0時——空氣介電常數(shù)；H>0時ε為被測液體的介電系數(shù)。電容量的增量ΔC液位高度h成正比。圖3.22非導電介質(zhì)的液位測量4-9非導電介質(zhì)的液位測量1—內(nèi)電極；2—外電極；3—絕緣套；4—流通小孔當液位為零時，儀表調(diào)整零點，其零點的電容為

對非導電介質(zhì)液位測量的電容式液位傳感器原理如下圖所示。當液位上升為H時，電容量變?yōu)殡娙萘康淖兓癁?/p>

電容量的變化與液位高度H成正比。該法是利用被測介質(zhì)的介電系數(shù)ε與空氣介電系數(shù)ε0不等的原理進行工作，（ε-ε0）值越大，儀表越靈敏。電容器兩極間的距離越小，儀表越靈敏。

結論2．測量導電介質(zhì)的液位為防止內(nèi)、外電極被導電的液體短路，內(nèi)電極加一絕緣層，導電液體作為外電極。傳感器電容量：ε——絕緣層介電常數(shù)；在測量粘性導電介質(zhì)時，介質(zhì)沾染電極，產(chǎn)生“虛假液位”。①選用和被測介質(zhì)親和力較小的套管材料。②采用隔離型電極

圖3.23導電介質(zhì)液位測量原理3.測量固體顆粒料位通常采用一根金屬電極棒與金屬容器壁構成電容器的兩電極。傳感器電容量：ε為固體物料的介電常數(shù)；D0為容器的內(nèi)徑。圖3.25測量非導電固體顆粒料位原理左圖所示為用金屬電極棒插入容器來測量料位的示意圖。

優(yōu)點

電容物位計的傳感部分結構簡單、使用方便。

缺點

需借助較復雜的電子線路。

應注意介質(zhì)濃度、溫度變化時，其介電系數(shù)也要發(fā)生變化這種情況。6雷達式液位計雷達式液位計是一種采用微波技術的液位檢測儀表?？梢杂脕磉B續(xù)測量腐蝕性液體、高黏度液體和有毒液體的液位。它沒有可動部件、不接觸介質(zhì)、沒有測量盲區(qū),而且測量精度幾乎不受被測介質(zhì)的溫度、壓力、相對介電常數(shù)的影響,在易燃易爆等惡劣工況下仍能應用。優(yōu)點

3．6．2雷達液位計的系統(tǒng)構成雷達液位計由變送器和顯示器組成，變送器安裝在設備頂部，由電子部件、波導連接器、安裝法蘭及喇叭形天線組成。由振蕩器產(chǎn)生10GHz的高頻振蕩，經(jīng)調(diào)制器線性調(diào)制電壓調(diào)制后，以等幅振蕩的形式，通過耦合器及定向通路器，由喇叭形天線向被測液面發(fā)射，經(jīng)液面反射回來又被天線接收?；夭ㄍㄟ^定向通路器送入混頻電路，混頻電路接受到發(fā)射波、回波信號后產(chǎn)生差頻信號。差頻信號通過差頻放大器放大，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后送到計算裝置進行頻譜分析，并通過頻差和時差計算出液位高度，并由顯示單元顯示出來。圖

雷達式液位計示意圖雷達波由天線發(fā)出到接收到由液面來的反射波的時間t由下式確定由于故

雷達探測器對時間的測量有微波脈沖法及連續(xù)波調(diào)頻法兩種方式。

3．6．3雷達液位計的安裝與應用

1．雷達液位計的特點在化工、石化等領域，被測介質(zhì)普遍存在高溫、高壓、強腐蝕等復雜工況，對測量儀表的防爆要求較高。雷達式液位計采用非接觸式測量方法，決定了其具有以下優(yōu)勢。①雷達液位計不與被測介質(zhì)接觸，且受氣相介質(zhì)性質(zhì)、溫度、壓力的影響很小。②雷達液位計具有故障報警及自診斷功能，維護方便，操作簡單。③非接觸式測量，方向性好，傳輸損耗小，可測介質(zhì)多，使用范圍廣。④雷達液位計可直接安裝到罐頂部入孔、采光孔處，不用開孔施工，方便技術改造。

2.雷達式液位計的安裝

(1)定位。不可安裝于進出料口的上方，建議距離為由罐內(nèi)壁到安裝短管的外壁應大于罐直徑的1／6，且天線距離罐壁應大于30cm，露天安裝時建議安裝不銹鋼保護蓋，以防直接的日照或雨淋。

(2)安裝。①信號波束內(nèi)應避免安裝任何裝置，如限位開關、溫度傳感器等。②喇叭天線必須伸出接管，否則應使用天線延長管。若天線需要傾斜或垂直于罐壁安裝，可使用45°或90°的延伸管。③測量范圍取決于天線尺寸、介質(zhì)反射率、安裝位置及最終的干擾反射，但天線探頭下有一定范圍的盲區(qū)。盲區(qū)一般為0．3～0．5m。3．雷達液位計的應用問題(1)介質(zhì)的相對介電常數(shù)。當相對介電常數(shù)小到一定值時，會使微波有效信號衰減過大，導致雷達式液位計無法正常工作。為避免上述情況的發(fā)生，被測介質(zhì)的相對介電常數(shù)必須大于產(chǎn)品所要求的最小值，否則需要用導波管。(2)溫度和壓力。對高溫介質(zhì)進行測量時，需要對雷達液位計的傳感器和天線部分采取冷卻措施，以便保證傳感器在允許的溫度范圍內(nèi)正常工作。(3)導波管。當測量浮頂罐和球罐的液位時，一般要使用導波管，當介質(zhì)的相對介電常數(shù)小于制造廠要求的最小值時，也需要采用導波管。(4)物料特性對測量的影響。液體介質(zhì)的相對介電常數(shù)、液面湍流狀態(tài)、氣泡大小等對微波有散射和吸收作用，從而造成對微波信號的衰減.3.7超聲波式液位計

超聲波：頻率超過20000Hz的叫超聲波.3.7.1測量原理原理：利用超聲波的回波測距法測量空高來測量液位。vc——超聲波在被測介質(zhì)中的傳播速度，即聲速；t——超聲波從探頭到液面的往返時間。超聲波速度Vc與介質(zhì)性質(zhì)、密度及溫度、壓力有關。介質(zhì)成分及溫度的不均勻變化都會使超聲波速度發(fā)生變化，引起測量誤差。

圖3.23超聲波液位計測量原理3.7.2超聲波的發(fā)射和接收

換能器：利用壓電元件構成的。

超聲波發(fā)射：利用逆壓電效應，在壓電晶體上施加頻率高于20kHz的交流電壓，壓電晶體就會產(chǎn)生高頻機械震動，實現(xiàn)電能與機械能的轉(zhuǎn)變，從而發(fā)出超聲波。

超聲波接受：利用正壓電效應，壓電晶體在受到聲波聲壓的作用時，晶體兩端會產(chǎn)生與聲壓同步的電荷，從而把聲波轉(zhuǎn)換成電信號。

壓電晶體探頭的結構。。圖3.24壓電晶體探頭的結構

1-壓電晶片；2-保護膜；3-吸收塊；4-蓋；5-絕緣柱；6-接線座；7-導線螺桿；8-接線片；9-座；10-外殼

壓電片：厚度與超聲頻率成反比。兩面敷有銀層，作為導電的極板。

保護膜：避免壓電片與被測介質(zhì)直接接觸。為了使聲波穿透率最大，保護膜的厚度取二分之一波長的整倍數(shù)。

阻尼塊：電振蕩脈沖停止時，吸收聲能量，防止慣性振動，保證脈沖寬度，提高分辨率.3.7.3超聲波液位計組成圖3.38氣介式超聲波液位計原理框圖

1-探頭座；2-發(fā)射換能器；3-接受換能器3.7.4超聲波液位計的特點及應用超聲波液位計有以下特點：①超聲波液位計無可動部件，結構簡單，壽命長。②儀表不受被測介質(zhì)粘度、介電系數(shù)、電導率、熱導率等性質(zhì)的影響。③可測范圍廣，液體、粉末、固體顆粒的物位都可測量。④換能器探頭不接觸被測介質(zhì)，因此，適用于強腐蝕性、高粘度、有毒介質(zhì)和低溫介質(zhì)的物位測量。⑤超聲波液位計的缺點是檢測元件不能承受高溫、高壓。聲速又受傳輸介質(zhì)的溫度、壓力的影響，有些被測介質(zhì)對聲波吸收能力很強，故其應用有一定的局限性。另外電路復雜，造價較高。3.7.5超聲波液位計的安裝應注意以下問題：①物位計安裝應注意基本安裝距離，與罐壁安裝距離為罐直徑的1/6較好。液位計室外安裝應加裝防雨、防曬裝置。②不要裝在罐頂?shù)闹行?，因罐中心液面的波動比較大，會對測量產(chǎn)生干擾，更不要裝在加料口的上方。③在超聲波波束角α內(nèi)避免安裝任何裝置，如溫度傳感器、限位開關、加熱管、擋板等，均可能產(chǎn)生干擾。④如測量粒料或粉料，傳感器應垂直于介質(zhì)表面。其他物位計稱重式液罐計量儀既能將液位測得很準，又能反映出罐中真實的質(zhì)量儲量。稱重儀根據(jù)天平原理設計。圖

稱重式液罐計量儀1—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；8—編碼盤；9—發(fā)訊器常見液位計的性能特點（1）人工測量尺它是古老而有效的儲罐計量方法，可以作為現(xiàn)場檢驗其它測量儀表的參考手段。誤差是人為的。（2）伺服式液位計被廣泛用于儲罐液位的高精度測量，它是一種多功能的儀表，僅用一臺液位計便可測出儲罐內(nèi)液體的液位、油水界面、單點溫度、平均溫度、平均密度、分段密度等綜合參數(shù)，一臺液位計便組成一套混合式自動計量系統(tǒng)