溫度與液位測量

關于溫度與液位測量第1頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三測溫方式

測溫儀表

測溫范圍℃主要特點

接觸式

膨脹式

玻璃液體

－100～600結構簡單、使用方便、測量準確、價格低廉；測量上限和精度受玻璃質量的限制，易碎，不能遠傳

雙金屬

－80～600結構緊湊、可靠；測量精度低、量程和使用范圍有限

熱電效應

熱電偶

－200～1800測溫范圍廣、測量精度高、便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制，應用廣泛；需自由瑞溫度補償，在低溫段測量精度較低

熱阻效應

鉑電阻

－200～600測量精度高，便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制，應用廣泛；不能測高溫

銅電阻

－50～150半導體熱敏電阻

－50～150靈敏度高、體積小、結構簡單、使用方便；互換性較差，測量范圍有一定限制

非接觸式

非接觸式

輻射式

0～3500不破壞溫度場，測溫范圍大，響應塊，可測運動物體的溫度；易受外界環(huán)境的影響，標定較困難

1溫度檢測方法和分類第2頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2熱電偶及其測溫原理熱電效應和熱電偶熱電偶中間導體定律與熱電勢的檢測

熱電偶的等值替代定律和補償導線

標準化熱電偶和分度表熱電偶冷端溫度的處理熱電偶的結構型式第3頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——熱電效應和熱電偶

熱電效應（熱電偶測溫的基本原理）：任何兩種不同的導體或半導體組成的閉合回路，如果將它們的兩個接點分別置于溫度各為t及t0的熱源中，則在該回路內就會產生熱電勢。ABBA圖3-37熱電偶示意圖ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)圖3-38熱電現象

t端稱為工作端(假定該端置于熱源中)，又稱測量端或熱端

t0端稱為自由瑞，又稱參考端或冷端這兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶每根單獨的導體或半導體稱為熱電極

第4頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)閉合回路中所產生的熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成：下標A表示正電極，B表示負電極，由于溫差電勢比接觸電勢小很多，常常把它忽略不計，這樣熱電偶的電勢可表示為：注意：如果下標次序改為eBA，則熱電勢e前面的符號也應相應改變，即式(i)就是熱電偶測溫的基本公式。當冷端溫度t0一定時，對于確定的熱電偶來說，eAB(t0)為常數，因此，其總熱電勢EAB(t,t0)就與溫度t成單值函數對應關系，和熱電偶的長短、直徑無關。只要測量出熱電勢大小，就能判斷被測溫度的高低，這就是熱電偶的溫度測量原理。重要結論：

1.如果組成熱電偶的兩種電極材料相同，則無論熱電偶冷、熱兩端的溫度如何，閉合回路中的總熱電勢為零；

2.如果熱電偶冷、熱兩端的溫度相同，則無論兩電極材料如何，閉合回路中的總熱電勢也為零

3.熱電偶產生的熱電勢除了冷、熱兩端的溫度有關之外，還與電極材料有關，也就是說由不同電極材料制成的熱電偶在相同的溫度下產生的熱電勢是不同的。

第5頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——中間導體定律和熱電勢的測量熱電偶的輸出信號是毫伏信號，毫伏信號的大小不僅與冷、熱兩端的溫度有關，還和熱電偶的電極材料有關，理論上任何兩種不同導體都可以組成熱電偶，都會產生熱電勢。但如何來檢測熱電偶產生的毫伏信號呢？因為要測量毫伏信號，必須在熱電偶回路中串接毫伏信號的檢測儀表，那串接的檢測儀表是否會產生額外的熱電勢，對熱電偶回路產生影響呢？答：不會產生影響的。tt0ABCC毫伏計第6頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三如果斷開冷端，接入第三種導體C，并保持A和C、B和C接觸處的溫度均為t0，則回路中的總熱電勢等于各接點處的接觸電勢之和:中間導體定律tABCt0t0ABtt0當t＝t0時，有于是可得同理還可以證明，在熱電偶中接入第四種、第五種……導體以后，只要接入導體的兩端溫度相同，接入的導體對原熱電偶回路中的熱電勢均沒有影響。根據這一性質，可以在熱電偶回路中接入各種儀表和連接導線，只要保證兩個接點的溫度相同就可以對熱電勢進行測量而不影響熱電偶的輸出。tt0ABCC毫伏計第7頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三中間導體定律例：求熱電偶回路的電勢。已知：eAB(240)=9.747mV，eAB(50)=2.023mV，eAC(50)=3.048mV，eAC（l0）=0.591mV。

解一：E=eAB(240)+eBC(50)+eCA(10)，而eAB(50)+eBC(50)+eCA(50)=0E=eAB(240)+eCA(10)-eAB(50)-eCA(50)=10.181mV解二：利用中間導體定律

E=eAB(240)+eBA(50)+eAC(50)+eCA(10)=eAB(240)+eCA(10)-eAB(50)-eCA(50)=10.181mV。

第8頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——等值替代定律和補償導線如果熱電偶AB在某一溫度范圍內所產生的熱電勢與熱電偶CD在同一溫度范圍內所產生的熱電勢相等，即，則這兩支熱電偶在該溫度范圍內是可以相互替換的，這就是所謂的熱電偶等值替代定律。t0tAAABBBDCtt0tctc例如左圖，設，證明該回路的總熱電勢為第9頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三某熱電偶，熱端溫度為t，冷端溫度為tc，顯然冷端溫度難以實現恒定，怎么辦？DC補償導線冷端的延伸ttcAB熱電偶被測設備生產現場t0毫伏計恒溫環(huán)境AB可以把熱電偶做得很長，一直到控制室。把冷端溫度延伸到控制室，變?yōu)閠0，恒定t0比較容易此時，測得的熱電勢為但熱電偶一般為（較）貴重的金屬，采用如圖所示的延伸方式將需要大量的貴金屬材料，不妥。如果選用一組較廉價的材料（C、D），且CD在一定溫度范圍內所產生的熱電勢與熱電偶AB在同一溫度范圍內所產生的熱電勢相等，就可以用CD來替代AB的延伸段。CD即為熱電偶AB的補償導線，通常CD采用比熱電偶電極材料更廉價的兩種金屬材料做成，一般在0～100℃范圍內要求補償導線要與被補償的熱電偶具有幾乎完全相同的熱電性質。在選擇和使用補償導線時，要和熱電偶的型號相匹配，注意極性不能接錯，熱電偶與補償導線連接處的溫度一般不能高于100℃。

第10頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——標準化熱電偶和分度號從理論上分析，似乎任何兩種不同的導體都可以組成熱電偶，用來測量溫度。但實際情況并非如此，為了保證在工業(yè)現場應用可靠，并具有足夠的精度，熱電偶的電極材料在被測溫度范圍內應滿足：熱電性質穩(wěn)定、物理化學性能穩(wěn)定、熱電勢隨溫度的變化率要大、熱電勢與溫度盡可能成線性對應關系、具有足夠的機械強度、復制性和互換性好等要求，目前在國際上被公認的熱電偶材料只有幾種?！戒浿辛谐隽藥追N常用的標準熱電偶分度表。根據標準規(guī)定，熱電偶的分度表是以t0＝0℃為基準進行分度的。當t＝0℃時，所有型號熱電偶產生的熱電勢為0mV；當t<0℃時，熱電勢為負值。在所有標準化熱電偶中，相同溫度條件下B型熱電偶產生的熱電勢最小，E型最大。如果把各型號熱電偶的熱電勢和溫度制成曲線，可以看出二者呈一定的非線性關系。即：第11頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三例用K型熱電偶來測量溫度，在冷端溫度為t0＝25℃時，測得熱電勢為22.9mV，求被測介質的實際溫度。解1：根據題意有由K型熱電偶的分度表查出因此有反查分度表有第12頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——熱電偶冷端溫度的處理中間導體定律拆開冷端，串入“毫伏計”，可以測量熱電勢，而不影響總的熱電勢等值替代定律利用補償導線來延伸冷端，是把熱電偶的冷端從溫度較高和不穩(wěn)定的現場延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內由于操作室內的溫度往往高于0℃，而且也是不恒定的（即使有空調也是不恒定的），這時，熱電偶產生的熱電勢必然會隨冷端溫度的變化而變。因此，在應用熱電偶時，只有把冷端溫度保持為0℃，或者進行必要的修正和處理才能得出準確的測量結果，對熱電偶冷端溫度的處理稱為冷端溫度補償。目前，熱電偶冷端溫度主要有以下幾種處理方法：冰浴法計算修正法電橋補償法第13頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三冰浴法——把熱電偶的冷端放入恒溫裝置中，保持冷端溫度為0℃，多用于實驗室ttc熱電偶補償導線毫伏計0℃恒溫裝置計算修正法——如例3.7。這種方法適用于實驗室或者臨時測溫。電橋補償法——儀表中常用t+－RcuER1R2R3+ab－+－圖3－44電橋補償法第14頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三電橋補償法t+－RcuER1R2R3+ab－+－是儀表中最常用的一種處理方法，它利用不平衡電橋產生的電壓來補償熱電偶因冷端溫度的變化而引起熱電勢的變化如圖，電橋由R1、R2、R3（均為錳銅電阻）和RCu（熱敏銅電阻）組成。在設計的冷端溫度（例如t0＝0℃）時，滿足R1＝R2，R3＝RCu，這時電橋平衡，無電壓輸出，即Uab=0，回路中的輸出電勢就是熱電偶產生的熱電勢當冷端溫度由t0變化到t’0時，不妨設t’0>t0，熱電偶輸出的熱電勢減小，但電橋中RCu隨溫度的上升而增大，于是電橋兩端會產生一個不平衡電壓Uab(t’0)此時回路中輸出的熱電勢為:經過設計，可使電橋的不平衡電壓等于因冷端溫度變化引起的熱電勢變化，即于是實現了冷端溫度的自動補償。實際的補償電橋一般是按t0＝20℃設計的，即t0＝20℃時，補償電橋平衡無電壓輸出。第15頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第16頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——熱電偶的結構形式熱電偶廣泛應用于各種條件下的溫度測量，尤其適用于500℃以上較高溫度的測量，普通型熱電偶和鎧裝型熱電偶是實際應用最廣泛的兩種結構。接線盒保護套管絕緣管熱電偶安裝法蘭引線口普通型熱電偶普通型熱電偶主要由熱電極、絕緣管、保護套管和接線盒等主要部分組成。貴重金屬熱電極的直徑一般為0.3～0.65mm，普通金屬熱電極的直徑一般為0.5～3.2mm；熱電極的長度由安裝條件和插入深入而定，一般為350～2000mm。絕緣管用于防止兩根電極短路保護套管用于保護熱電極不受化學腐蝕和機械損傷材料的選擇因工作條件而定普通型熱電偶主要有法蘭式和螺紋式兩種安裝方式第17頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三鎧裝型熱電偶熱電極絕緣材料金屬套管熱電極絕緣材料鎧裝型熱電偶斷面結構鎧裝型熱電偶是由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者經過拉伸加工成型的金屬套管一般為銅、不銹鋼、鎳基高溫合金等保護套管和熱電極之間填充絕緣材料粉末，常用的絕緣材料有氧化鎂、氧化鋁等。鎧裝型熱電偶可以做得很細，一般為2～8mm，在使用中可以隨測量需要任意彎曲。鎧裝熱電偶具有動態(tài)響應快、機械強度高、抗震性好、可彎曲等優(yōu)點，可安裝在結構較復雜的裝置上，應用十分廣泛。第18頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三3熱電阻及其測溫原理熱電阻的測溫原理工業(yè)上常用的金屬熱電阻

熱電阻的信號連接方式

熱電阻的結構型式第19頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——熱電阻的測溫原理在工業(yè)應用中，熱電偶一般適用于測量500℃以上的較高溫度。對于500℃以下的中、低溫度，熱電偶輸出的熱電勢很小，這對二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實現精確測量；而且，在較低的溫度區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對誤差也非常突出。所以測量中、低溫度，一般使用熱電阻溫度測量儀表較為合適。熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出被測溫度。目前，主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻：金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示：

式中，為溫度t時對應的電阻值為溫度t0(通常t0＝0℃)時對應的電阻值為溫度系數。

第20頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三半導體熱敏電阻：半導體熱敏電阻的阻值和溫度的關系為：

式中，為溫度t時對應的電阻值

A、B是取決于半導體材料和結構的常數金屬熱電阻和半導體熱敏電阻的比較：熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高（通常在數千歐以上），但互換性較差，非線性嚴重，測溫范圍只有－50～300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于測量－200～500℃范圍內的溫度測量，其特點測量準確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在過程控制領域中的應用極其廣泛?！痰?1頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——工業(yè)上常用的金屬熱電阻

從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導體都有這種性質，但并不是都能用作測溫熱電阻，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數、電阻率要大、在使用的溫度范圍內具有穩(wěn)定的化學和物理性能、材料的復制性好、電阻值隨溫度變化要有單值函數關系（最好呈線性關系）。我國最常用的鉑熱電阻有R0＝10Ω、R0＝100Ω和R0＝1000Ω等幾種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100

和Pt1000；銅熱電阻有R0＝50Ω和R0＝100Ω兩種，分度號分別為Cu50和Cu100其中Pt100

和Cu50

的應用更為廣泛

第22頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——熱電阻的信號連接方式熱電阻是把溫度變化轉換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。常用的引線方式有三種：ER1R2R3二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號。這種引線方式最簡單但由于連接導線必然存在引線電阻r，r的大小與導線的材質和長度等因素有關很明顯，圖中的因此，這種引線方式只適用于測量精度要求較低的場合。

第23頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三ER1R2R3三線制：在熱電阻根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制這種方式通常與電橋配套使用，可以較好地消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程中最常用的引線方式。

IIABC事實上電橋上R1＝R2>>Rt、R3，經過設計可以使兩個橋臂上的電流相等，均為I，且I幾乎不受Rt的影響三線制的連接，每根線上同樣也存在導線電阻r此時，Ui＝UAC＝？？可以起到調零的作用四線制：在熱電阻根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流Is，把Rt轉換為電壓信號Ui，再通過另兩根引線把Ui引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可以完全消除引線電阻的影響，主要用于高精度的溫度檢測。第24頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三4溫度變送器簡介

DDZ-III型溫度變送器一體化溫度變送器智能式溫度變送器第25頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——DDZ－III型溫度變送器分為熱電偶溫度變送器和熱電阻溫度變送器兩種熱電偶溫度變送器：把mV信號轉換為標準電流輸出熱電阻溫度變送器：把Ω信號轉換為標準電流輸出最終要求：變送器輸出電流Io應與被測溫度t成線性對應關系熱電偶溫度變送器應主要要解決：冷端溫度補償和線性化處理兩個內容熱電偶溫度變送器輸入熱電勢毫伏信號，輸入回路即是冷端溫度自動補償橋路，其產生的補償電勢與熱電勢相加后作為測量電勢，因此補償電橋上的參數與熱電偶分度號有關，熱電偶溫度變送器使用時要注意分度號的匹配。線性化處理電路熱電阻溫度變送器應主要要解決：克服引線電阻的影響和線性化處理兩個內容采用三線制輸入方式。線性化處理電路第26頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——一體化溫度變送器分為一體化熱電偶溫度變送器和一體化熱電阻溫度變送器兩種熱電偶溫度變送器：把mV信號轉換為標準電流輸出熱電阻溫度變送器：把Ω信號轉換為標準電流輸出所謂一體化溫度變送器，是指將變送器模塊安裝在測溫元件接線盒或專用接線盒內,變送器模塊和測溫元件形成一個整體，可直接安裝在被測設備上，輸出為統(tǒng)一標準信號4～20mA。這種變送器具有體積小、重量輕、現場安裝方便等優(yōu)點，因而在工業(yè)生產中得到廣泛應用。由于一體化溫度變送器直接安裝在現場，但由于變送器模塊內部的集成電路一般情況下工作溫度在–20～+80℃范圍內，超過這一范圍，電子器件的性能會發(fā)生變化，變送器將不能正常工作，因此在使用中應特別注意變送器模塊所處的環(huán)境溫度。一體化溫度變送器品種較多，其變送器模塊大多數以一片專用變送器芯片為主，外接少量元器件構成，常用的變送器芯片有AD693、XTR101、XTR103、IXR100等。下面以AD693構成的一體化溫度變送器為例進行介紹。

第27頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三一體化熱電偶溫度變送器I1I2VT1第28頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三一體化熱電偶溫度變送器簡圖AD693的輸入信號Ui為熱電偶所產生的熱電勢Et與電橋的輸出信號UBD之代數和

如果設AD693的轉換系數為K，可得變送器輸出與輸入之間的關系為

結論：①變送器的輸出電流I0-與熱電偶的熱電勢Et成正比關系。②RCu阻值隨溫度而變，合理選擇RCu的數值可使RCu隨溫度變化而引起的I1RCu變化量近似等于熱電偶因冷端溫度變化所引起的熱電勢Et的變化值，兩者互相抵消。③W1的作用是調零，W2的作用是調滿（量程）第29頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三一體化熱電阻溫度變送器I2I1VT1AD693構成的熱電阻溫度變送器采用三線制接法，與熱電偶溫度變送器的電路大致相仿，只是原來熱電偶冷端溫度補償電阻RCu現用熱電阻Rt代替。AD693的輸入信號Ui為電橋的輸出信號UBD，即同樣可求得熱電阻溫度變送器的輸出與輸入之間的關系為

第30頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——智能式溫度變送器智能式溫度變送器有采用HART協(xié)議通信方式，也有采用現場總線通信方式。下面以SMART公司的TT302溫度變送器為例進行介紹。TT302溫度變送器是一種符合FF通信協(xié)議的現場總線智能儀表，它可以與各種熱電阻或熱電偶配合使用測量溫度，具有量程范圍寬、精度高、環(huán)境溫度和振動影響小、抗干擾能力強、重量輕以及安裝維護方便等優(yōu)點。

第31頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三輸入板包括多路轉換器、信號調理電路、A／D轉換器和隔離部分，其作用是將輸入信號轉換為二進制的數字信號，傳送給CPU，并實現輸入板與主電路板的隔離。

用于熱電偶的冷端溫度補償

核心采樣、計算(控制)、輸出

產生并輸出滿足FF標準的數字信號

顯示

第32頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三5雙金屬溫度計

第33頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三6溫度檢測儀表的選用工業(yè)上常見的溫度檢測儀表主要有:雙金屬溫度計熱電偶熱電阻輻射式溫度計等就地指示精度不高在線檢測適用于測量500～1800℃范圍的中高溫度適用于測量500℃以下的中低溫度一般用于2000℃以上的高溫測量選項使用熱電阻、熱電偶時還應該根據相應的要求確定合適的分度號。第34頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三——溫度檢測儀表的安裝一般來說，溫度檢測儀表的安裝需要遵循以下原則：

檢測元件的安裝應確保測量的準確性，選擇有代表性的安裝位置。檢測元件應該有足夠的插入深度不應該把檢測元件插入介質的死角，以確保能進行充分的熱交換；測量管道中的介質溫度時，檢測元件工作端應位于管道中心流速最大之處檢測元件應該迎著流體流動方向安裝，非不得已時，切勿與被測介質順流安裝，否則容易產生測量誤差；測量負壓管道（或設備）上的溫度時，必須保證有密封性，以免外界空氣的吸入而降低精度。

(a)逆流(b)正交(d)彎頭圖3-56溫度檢測元件的安裝示意圖第35頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三檢測元件的安裝應確保安全、可靠。

為避免檢測元件的損壞，接觸式測量儀表的保護套管應該具有足夠的機械強度在使用時可以根據現場的工作壓力、溫度、腐蝕性等特性，合理地選擇保護套管的材質、壁厚當介質壓力超過10Mpa時，必須安裝保護外套，確保安全為了減小測量的滯后，可在保護套管內部加裝傳熱良好的填充物，如硅油、石英砂等等接線盒出線孔應該朝下，以免因密封不良使水汽、灰塵等進入而降低測量精度。檢測元件的安裝應綜合考慮儀表維修、校驗的方便。

按照規(guī)定的型號配用熱電偶的補償導線，注意熱電偶的正、負極與補償導線的正、負極相連接。熱電阻的線路電阻一定要符合所配二次儀表的要求。為了保護連接導線與補償導線不受外來機械損傷，連接導線或補償導線應穿入鋼管內或走匯線槽。導線應盡量避免有接頭。應有良好的絕緣。禁止與交流輸電線合用一根穿線管，以免引起感應。補償導線不應有中間接頭，否則應加裝接線盒。另外，最好與其他導線分開敷設。

——布線要求第36頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第四章物位測量概述差壓式物位儀表浮力式物位儀表電容式物位儀表輻射式物位儀表☆★☆☆☆第37頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三1概述幾個概念在容器中液體介質的高低叫液位，容器中固體或顆粒狀物質的堆積高度叫料位測量液位的儀表叫液位計，測量料位的儀表叫料位計測量兩種密度不同液體介質的分界面的儀表叫界面計在物位檢測中，有時需要對物位進行連續(xù)檢測，有時只需要測量物位是否達到某一特定位置，用于定點物位測量的儀表稱為物位開關

物位檢測的作用控制、計量、報警等。

檢測方法分類直讀式物位儀表：玻璃管液位計、玻璃板液位計等。差壓式物位儀表：利用液柱或物料堆積對某定點產生壓力的原理而工作。浮力式物位儀表：利用浮子高度或浮力隨液位高度而變化的原理工作。電磁式物位儀表：使物位的變化轉換為一些電量的變化，如電容核輻射物位儀表：利用射線透過物料時其強度隨物質層的厚度而變化的原理聲波式物位儀表：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同，測出這些變化就可測知物位。根據工作原理分為聲波遮斷式、反射式和阻尼式。光學式物位儀表：利用物位對光波的遮斷和反射原理工作……第38頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2差壓式液位計基本工作原理ΔP=ρgH零點遷移ΔP=ρ1gHΔP=ρ1gH-ρ2g（h2-h1）ΔP=ρ1gH+ρ1gh1零點遷移的目的：使H＝0時，變送器輸出為Iomin（如4mA）無遷移

負遷移

遷移量：

-ρ2g（h2-h1）正遷移

遷移量：

ρ1gh1第39頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三例已知ρ1=1200kg/m3，ρ2=950kg/m3，h1=1m，h2=5m，液位變化范圍0—2.5米，求：變送器的量程和遷移量。解Hmaxρ1g=2.5*1200*9.8=29400Pa變送器量程可選為：40kPa當H=0時，-ρ2g（h2-h1）=-4*950*9.8=-37.24kPa變送器需要進行負遷移，遷移量為－37.24kPa

結論：差壓式液位變送器，事實上就是一個差壓變送器，無非液位變送器的輸出與液位高度H成線性關系因此，差壓式液位變送器的安裝與前面所述的差壓變送器的安裝是完全相同的。為了解決測量具有腐蝕性或含有結晶顆粒以及粘度大、易凝固等液體液位時，引壓管線容易出現被腐蝕、被堵塞的問題，應使用在導壓管人口處加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器（壓力信號的遠傳裝置），分單法蘭式及雙法蘭式兩種。

第40頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三3浮筒式液位計基本工作原理浮筒GF彈F浮浮筒彈簧磁鋼室輸出指示器主要由四個基本部分組成：浮筒、彈簧、磁鋼室和輸出指示器當浮筒沉浸在液體中時，浮筒將受到向下的重力G、向上的浮力F浮和彈簧彈力F-彈的復合作用彈簧的伸縮使其與剛性連接的磁鋼產生位移，再通過輸出指示器內磁感應元件和傳動裝置或變換輸出裝置，使其指示出液位或輸出與液位對應的電信號。

內置式外置式靜井特點和要求浮筒式液位計通常有內置式和側裝外置式兩種安裝方式，測量原理完全相同，但外置式安裝更適用于溫度較高的場合。第41頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三4電容式物位計基本工作原理dDLDdLH由兩個同軸圓柱極板組成的電容器，當兩極板之間填充介電常數為ε1的介質時，兩極板間的電容量為：當極板之間一部分介質被介電常數為ε2的另一種介質填充時，可推導出電容變化量當電容器的幾何尺寸和介電常數保持不變時，電容變化量就與物位高度H成正比。特點和要求電容式物位計可以用于液位的測量，也可以用于料位的測量，但要求介質的介電常數保持穩(wěn)定。在實際使用過程中，當現場溫度、被測液體的濃度、固體介質的濕度或成分等發(fā)生變化時，介質的介電常數也會發(fā)生變化，應及時對儀表進行調整才能達到預想的測量精度。說明：電容式液位計一般都是基于差壓原理測量的。第42頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三5核輻射式物位計基本工作原理核輻射線（通常為γ