物位檢測(cè)技術(shù)

物位檢測(cè)技術(shù)第1頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概述物位檢測(cè)包括液位、料位和相界面位置的檢測(cè)。它一般是以容器口為起點(diǎn)，測(cè)量物料相對(duì)起點(diǎn)的位置。液位指液體表面位置，液面一般是水平的，但在有些情況下可能有沸騰或起泡。料位指容器中固體粉料或顆粒的堆積高度的表面位置，一般固體物料在自然堆積時(shí)料面是不平的。相界面指同一容器中互不相溶的兩種物質(zhì)在靜止或擾動(dòng)不大時(shí)的分界面，包括液—液相界面、液—固相界面等，相界面檢測(cè)的難點(diǎn)在于界面分界不明顯或存在混濁段。第2頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1液位檢測(cè)方法

7.2料位檢測(cè)方法7.3相界面的檢測(cè)7.4物位儀表分類與選用

第3頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1液位檢測(cè)方法

液位檢測(cè)總體上可分為直接檢測(cè)和間接檢測(cè)兩種方法，由于測(cè)量狀況及條件復(fù)雜多樣，因而往往采用間接測(cè)量，即將液位信號(hào)轉(zhuǎn)化為其它相關(guān)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如壓力法、浮力法、電學(xué)法、熱學(xué)法等。

第4頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1.1力學(xué)法檢測(cè)液位7.1.2電學(xué)法和電磁法檢測(cè)液位7.1.3熱學(xué)法檢測(cè)液位7.1.4聲學(xué)與光學(xué)法檢測(cè)液位7.1.5核輻射法檢測(cè)液位7.1液位檢測(cè)方法第5頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1.1力學(xué)法檢測(cè)液位1.壓力法檢測(cè)液位（1）直接測(cè)量法直接測(cè)量是一種最為簡(jiǎn)單、直觀的測(cè)量方法，它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標(biāo)尺的觀察管中，通過標(biāo)尺讀出液位高度，如圖7-1所示的玻璃管液位計(jì)。第6頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

式中，——被測(cè)液體的密度()。（2）壓力法檢測(cè)液位壓力法檢測(cè)液位

壓力法依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測(cè)量。由于液體對(duì)容器底面產(chǎn)生的靜壓力與液位高度成正比，因此通過測(cè)容器中液體的壓力即可測(cè)算出液位高度。對(duì)常壓開口容器，液位高度H與液體靜壓力P之間有如下關(guān)系：第7頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用于測(cè)量開口容器液位高度的三種壓力式液位計(jì)如圖7-2

壓力法檢測(cè)液位第8頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于密閉容器中的液位測(cè)量，除可應(yīng)用上述三種液位計(jì)外，還可用差壓法進(jìn)行測(cè)量，它可在測(cè)量過程中需消除液面上部氣壓及氣壓波動(dòng)對(duì)示值的影響，差壓式液位計(jì)測(cè)量原理如圖7-3

壓力法檢測(cè)液位第9頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一般在低壓管中充滿隔離液體。若隔離液體密度為，被測(cè)液體密度為，一般都使，由圖7-3得壓力平衡方程：

P1、P2——引入變送器正壓室和負(fù)壓室的壓力(Pa)；

H——液位高度(m)；

h1、h2——容器底面和工作液面距變送器高度(m)。

差壓式液位計(jì)原理則第10頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.浮力法檢測(cè)液位

浮力法測(cè)液位是依據(jù)力平衡原理，通常借助浮子一類的懸浮物，浮子做成空心剛體，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(huì)跟隨液面上下移動(dòng)。因此測(cè)出浮子的位移就可知液位變化量。浮子式液位計(jì)按浮子形狀不同，可分為浮子式、浮筒式等等；按機(jī)構(gòu)不同可分為鋼帶式、杠桿式等。7.1.1力學(xué)法檢測(cè)液位第11頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）鋼帶浮子式液位計(jì)圖7-4為直讀式鋼帶浮子式液位計(jì)，這是一種最簡(jiǎn)單的液位計(jì)，一般只能就地顯示。浮力法檢測(cè)液位第12頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋼帶浮子式液位計(jì)的測(cè)量誤差平衡時(shí)，浮子重量與鋼帶拉力之差W與浮力相平衡：當(dāng)液位變化時(shí)，浮子浸入深度應(yīng)保持不變才能使測(cè)量準(zhǔn)確，但由于摩擦等因素，浮子不會(huì)馬上跟隨動(dòng)作，它的浸入深度的變化量為，所受浮力變化量克服了摩擦力后浮子才會(huì)開始動(dòng)作，這就是儀表不靈敏區(qū)的產(chǎn)生原因。靈敏度與浮子直徑有關(guān)，適當(dāng)增大浮子直徑，會(huì)使相同摩擦情況下浮子的浸入深度變化量減小，靈敏度提高，從而提高測(cè)量精度可見：第13頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）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(cè)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(cè)量浮力變化確定出液位的變化量。浮力法檢測(cè)液位圖7-5為浮筒式液位計(jì)原理圖第14頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖7-5所示的液位計(jì)是用彈簧平衡浮力，用差動(dòng)變壓器測(cè)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。即當(dāng)液位發(fā)生變化時(shí)有兩式相減得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(cè)量，既可就地指示，也可用變換器(如差動(dòng)變壓器)變換成電信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)傳控制。表明：浮力法檢測(cè)液位第15頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋼帶浮子式液位計(jì)實(shí)物圖浮筒式液位計(jì)實(shí)物圖浮力法檢測(cè)液位第16頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1.2電學(xué)法和電磁法檢測(cè)液位1．電學(xué)法檢測(cè)液位電學(xué)法按工作原理不同又可分為電阻式、電感式和電容式。用電學(xué)法測(cè)量無摩擦件和可動(dòng)部件，信號(hào)轉(zhuǎn)換、傳送方便，便于遠(yuǎn)傳，工作可靠，且輸出可轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)，與電動(dòng)單元組合儀表配合使甩，可方便地實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制。第17頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）電阻式液位計(jì)電阻式液位計(jì)既可進(jìn)行定點(diǎn)液位控制，也可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。定點(diǎn)控制是指液位上升或下降到一定位置時(shí)引起電路的接通或斷開，引發(fā)報(bào)警器報(bào)警。電阻式液位計(jì)的原理是基于液位變化引起電極間電阻變化，由電阻變化反映液位情況。圖7-6為用于連續(xù)測(cè)量的電阻式液位計(jì)原理圖電學(xué)法檢測(cè)液位第18頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整個(gè)傳感器電阻為

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。結(jié)構(gòu)和線路簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，通過在與測(cè)量臂相鄰的橋臂中串接溫度補(bǔ)償電阻可以消除溫度變化對(duì)測(cè)量的影響。特點(diǎn)如極棒表面生銹、極化等，另外，介質(zhì)腐蝕性將會(huì)影響電阻棒的電阻大小，這些都會(huì)使測(cè)量精度受到影響。缺點(diǎn)電阻式液位計(jì)第19頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）電感式液位計(jì)電感式液位計(jì)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，液位變化引起線圈電感變化，感應(yīng)電流也發(fā)生變化。電感式液位計(jì)既可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，也可進(jìn)行液位定點(diǎn)控制。圖7-7為電感式液位控制器的原理圖電感式液位計(jì)由于浮子與介質(zhì)接觸。因此不宜于測(cè)量易結(jié)垢、腐蝕性強(qiáng)的液體及高粘度漿液。電學(xué)法檢測(cè)液位第20頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）電容式液位計(jì)電容式液位計(jì)利用液位高低變化影響電容器電容量大小的原理進(jìn)行測(cè)量。電容式液位計(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(duì)介質(zhì)本身性質(zhì)的要求不象其它方法那樣嚴(yán)格，對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)都能測(cè)量，此外還能測(cè)量有傾斜晃動(dòng)及高速運(yùn)動(dòng)的容器的液位。不僅可作液位控制器。還能用于連續(xù)測(cè)量。電容式液位計(jì)的這些特點(diǎn)決定了它在液位測(cè)量中的重要地位。電學(xué)法檢測(cè)液位第21頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①檢測(cè)原理在液位的連續(xù)測(cè)量中，多使用同心圓柱式電容器，如圖7-8所示。同心圓柱式電容器的電容量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，這就是電容式液位計(jì)的檢測(cè)原理。電容式液位計(jì)第22頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②安裝形式電容式液位計(jì)的安裝形式因被測(cè)介質(zhì)性質(zhì)不同而稍有差別，圖7-9為用來測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)的單電極電容液位計(jì)電容變化量與液位高度成正比電容式液位計(jì)第23頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖7-10為用于測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)的同軸雙層電極電容式液位計(jì)電容變化量與液位高度成正比；金屬套與內(nèi)電極間絕緣層越薄，液位計(jì)靈敏度就越高。電容式液位計(jì)第24頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁法檢測(cè)液位（1）磁致伸縮液位計(jì)圖7-11為磁致伸縮液位計(jì)原理磁致伸縮液位計(jì)由探測(cè)桿，電路單元和浮子組成三部分組成。探測(cè)桿產(chǎn)生一個(gè)“詢問”脈沖，沿磁致伸縮線向下傳輸，產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)沿波導(dǎo)線向下傳播；探測(cè)桿外配有浮子隨著液位變化沿測(cè)桿上下移動(dòng)，浮子內(nèi)一組磁鐵產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，當(dāng)電流磁場(chǎng)與浮子磁場(chǎng)兩個(gè)磁場(chǎng)相遇時(shí)，波導(dǎo)線扭曲形成“返回”脈沖，精確測(cè)量“詢問”脈沖到接受“返回”脈沖的時(shí)間，便可計(jì)算得到液位的準(zhǔn)確位置。7.1.2電學(xué)法和電磁法檢測(cè)液位第25頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）反射式微波液位計(jì)利用微波反射的原理制作的液位計(jì)，可以連續(xù)檢測(cè)與實(shí)現(xiàn)液位定點(diǎn)控制。通常微波發(fā)射天線傾斜一定的角度向液面發(fā)射微波束，波束遇到液面即發(fā)生反射，反射微波束被微波接收天線接收，從而測(cè)定液位，其原理如圖7-12所示電磁法檢測(cè)液位第26頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微波接收天線接收到的微波功率為：——增益常數(shù)，決定于微波波長(zhǎng)、發(fā)射功率及天線的增益——距離常數(shù)，決定于天線安裝的方法與位置，主要是距離。只要測(cè)定了天線接收到的微波功率，液位H就知道了：反射式微波液位計(jì)第27頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）調(diào)頻連續(xù)波式物位計(jì)調(diào)頻連續(xù)波式微波物位計(jì)工作原理如圖所7-13所示電磁法檢測(cè)液位第28頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固態(tài)源頻率變化規(guī)律為回波頻率為差頻頻差率為得被測(cè)距離L為調(diào)頻連續(xù)波式物位計(jì)第29頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擴(kuò)展閱讀磁致伸縮液位JC3010系列特點(diǎn)：高穩(wěn)定、高可靠、高精度可測(cè)液位、可測(cè)界面也可測(cè)溫度和密度防腐、防爆長(zhǎng)壽命、免維護(hù)、運(yùn)行成本低安裝方便、標(biāo)定簡(jiǎn)單（按鈕操作、無須液位升降）第30頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擴(kuò)展閱讀技術(shù)參數(shù)測(cè)量范圍：硬桿0～6m軟纜0～22m精度：

±0.01%或±1mm分辨率：

±0.1mm供電：

24VDC輸出：模擬輸出：二線制或三線制4—20mA數(shù)字輸出：RS485溫度檢測(cè)：

1～5個(gè)介質(zhì)密度：

≥0.4g/cm3介質(zhì)溫度：常溫型—40℃～100℃，高溫型0℃～280℃介質(zhì)壓力：

≤10MPa環(huán)境條件：溫度—20℃～70℃，相對(duì)濕度＜95%第31頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1.3熱學(xué)法檢測(cè)液位1.熱學(xué)法檢測(cè)高溫金屬液位利用高溫熔融液體在空氣和高溫液體的分界面處溫度場(chǎng)出現(xiàn)突變的特點(diǎn)，用測(cè)量溫度的方法間接獲得高溫金屬熔液液位。熱學(xué)法檢測(cè)高溫金屬熔融液位采用熱電偶測(cè)量其溫度場(chǎng)，圖7-14為熱電偶測(cè)量高溫金屬熔液液位原理圖第32頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在容器壁上選定一系列測(cè)量點(diǎn)，裝上熱電偶，并將各測(cè)點(diǎn)上熱電偶的輸出記錄下來，得到如圖7-15所示的溫度-電勢(shì)分布曲線，曲線上反映出第7個(gè)和第8個(gè)測(cè)點(diǎn)之間產(chǎn)生了溫度突變，因此液面就在第7與第8測(cè)點(diǎn)之間。熱學(xué)法檢測(cè)高溫金屬液位第33頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．溫差法液位檢測(cè)技術(shù)兩種不同物理狀態(tài)的物質(zhì)間會(huì)存在溫度場(chǎng)（如氣體與液體之間）。在同一溫度場(chǎng)內(nèi)的亮點(diǎn)可以認(rèn)為溫差近似為零，或者低于某一臨界值，而不同溫度場(chǎng)中的兩點(diǎn)則會(huì)存在較大的溫差，顯著高于某一臨界值。此時(shí)通過判斷溫度差即可判斷出液面的位置。7.1.3熱學(xué)法檢測(cè)液位主要原理：第34頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)溫法液位計(jì)主要由溫度傳感器、信號(hào)處理電路和液位顯示電路構(gòu)成。一般在液體容器壁表面的上下方向安裝兩個(gè)以上溫度傳感器，由信號(hào)處理電路采集溫度傳感器信號(hào)并比較各相鄰傳感器的溫度差，根據(jù)設(shè)定的臨界值即可判斷出當(dāng)前的液位。測(cè)溫法液位計(jì)原理圖如圖7-16所示溫差法液位檢測(cè)技術(shù)第35頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1.4聲學(xué)與光學(xué)法檢測(cè)液位1.聲學(xué)法檢測(cè)液位超聲波液位計(jì)是利用波在介質(zhì)中的傳播特性，超聲波在傳播中遇到相界面時(shí)，有一部分反射回來，另一部分則折射入相鄰介質(zhì)中。但當(dāng)它由氣體傳播到液體或固體中，或者由固體、液體傳播到空氣中時(shí)，由于介質(zhì)密度相差太大而幾乎全部發(fā)生反射。因此，在容器底部或頂部安裝超聲波發(fā)射器和接收器，發(fā)射出的超聲波在相界面被反射。并由接收器接收，測(cè)出超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間差，便可測(cè)出液位高低。第36頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

超聲波液位計(jì)按傳聲介質(zhì)不同，可分為氣介式、液介式和固介式三種；按探頭的工作方式可分為自發(fā)自收的單探頭方式和收發(fā)分開的雙探頭方式。相互組合可以得到六種液位計(jì)的方案。圖7-17為單探頭超聲波液位計(jì)。其中(a)為氣介式，(b)為液介式。(c)為固介式。聲學(xué)法檢測(cè)液位第37頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單探頭液位計(jì)使用一個(gè)換能器，由控制電路控制它分時(shí)交替作發(fā)射器與接收器。雙探頭式則使用兩個(gè)換能器分別作發(fā)射器和接收器。由圖7-17看出，超聲波傳播距離為L(zhǎng)，波的傳播速度為C，傳播時(shí)間為Δt，則：L是與液位有關(guān)的量，故測(cè)出Δt便可知液位，Δt的測(cè)量一般是用接收到的信號(hào)觸發(fā)門電路對(duì)振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。超聲波液位計(jì)第38頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月超聲波液位測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)：(2)超聲波傳播速度比較穩(wěn)定，光線、介質(zhì)粘度、濕度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率等對(duì)檢測(cè)幾乎無影響，因此適用于有毒、腐蝕性或高粘度等特殊場(chǎng)合的液位測(cè)量；(1)與介質(zhì)不接觸，無可動(dòng)部件，電子元件只以聲頻振動(dòng)，振幅小，儀器壽命長(zhǎng)；(4)能測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)或有傾斜晃動(dòng)的液體的液位，如置于汽車、飛機(jī)、輪船中的液位。(3)不僅可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量，還能方便地提供遙測(cè)或遙控信號(hào)；但超聲波儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)昂貴，而且有些物質(zhì)對(duì)超聲波有強(qiáng)烈吸收作用，選用測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器時(shí)要充分考慮液位測(cè)量的具體情況和條件。超聲波液位計(jì)第39頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.光學(xué)法檢測(cè)液位激光用于液位測(cè)量，克服了普通光亮度差、方向性差、傳輸距離近、單色性差、易受干擾等缺點(diǎn)，使測(cè)量精度大為提高。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。圖7-18為反射式液位檢測(cè)原理圖7.1.4聲學(xué)與光學(xué)法檢測(cè)液位第40頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同物質(zhì)對(duì)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(huì)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： 式中—吸收系數(shù)，條件固定時(shí)為常數(shù)。變形為：

因此測(cè)液位可通過測(cè)量射線在穿過液體時(shí)強(qiáng)度的變化量來實(shí)現(xiàn)。7.1.5核幅射法檢測(cè)液位第41頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核幅射式液位計(jì)由輻射源、接收器和測(cè)量?jī)x表組成。輻射源一般用鈷60或銫，放在專門的鉛室中，安裝在被測(cè)容器的一側(cè)。 接收器與前置放大器裝在一起，安裝在被測(cè)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。7.1.5核幅射法檢測(cè)液位第42頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖7-19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(zhǎng)輻射源和長(zhǎng)接收器形式，輸出線性度好；(b)為點(diǎn)輻射源和點(diǎn)接收器形式，輸出線性度較差。7.1.5核幅射法檢測(cè)液位第43頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.1液位檢測(cè)方法

7.2料位檢測(cè)方法7.3相界面的檢測(cè)7.4物位儀表分類與選用

第44頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.2.1重錘探測(cè)法測(cè)料位7.1.2稱重法測(cè)料位7.1.3電學(xué)法測(cè)料位7.1.4聲學(xué)法測(cè)料位7.1.5光學(xué)法測(cè)料位7.2料位檢測(cè)方法7.1.6微波法測(cè)料位第45頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.2.1重錘探測(cè)法測(cè)料位重錘探測(cè)法原理示意圖如圖7-20所示重錘連在與電機(jī)相連的鼓輪上，電機(jī)發(fā)訊使重錘在執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制下動(dòng)作，從預(yù)先定好的原點(diǎn)處靠自重開始下降，通過計(jì)數(shù)或邏輯控制記錄重錘下降的位置；當(dāng)重錘碰到物料時(shí)，產(chǎn)生失重信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)停轉(zhuǎn)——反轉(zhuǎn)，使電機(jī)帶動(dòng)重錘迅速返回原點(diǎn)位置。第46頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.2.2稱重法測(cè)料位

一定容積的容器內(nèi)，物料重量與料位高度應(yīng)當(dāng)是成比例的，因此可用稱重傳感器或測(cè)力傳感器測(cè)算出料位高低。圖7-21為稱重式料位計(jì)的原理圖。第47頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.2.3電學(xué)法測(cè)料位

1.電阻式物位計(jì)測(cè)量原理示意圖如圖7-22所示兩支或多支用于不同位置控制的電極置于儲(chǔ)料容器中作為測(cè)量電極，金屬容器壁作為另一電極。測(cè)量時(shí)物料上升或下降至某一位置時(shí)，即與相應(yīng)位置上的電極接通或斷開，使該路信號(hào)發(fā)生器發(fā)出報(bào)警或控制信號(hào)。第48頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電容式料位計(jì)電容式料位計(jì)測(cè)量原理示意圖如圖7-23所示其應(yīng)用非常廣泛，不僅能測(cè)不同性質(zhì)的液體，而且還能測(cè)量不同性質(zhì)的物料，如塊狀、顆粒狀、粉狀、導(dǎo)電性、非導(dǎo)電性等物料。但是由于固體摩擦力大，容易“滯留”，產(chǎn)生虛假料位，因此一般不使用雙層電極，而是只用一根電極棒。7.2.3電學(xué)法測(cè)料位

第49頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)輔助電極長(zhǎng)L0，它相對(duì)于料位為零時(shí)的電容變化量為：

電容式料位計(jì)

電容式料位計(jì)在測(cè)量時(shí)，物料的溫度、濕度、密度變化或摻有雜質(zhì)時(shí)，會(huì)引起介電常數(shù)變化，產(chǎn)生測(cè)量誤差。為了消除這一介質(zhì)因素引起的測(cè)量誤差，一般將一根輔助電極始終埋入被測(cè)物料中。輔助電極與測(cè)量電極(也稱主電極)可以同軸，也可以不同軸。第50頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主電極的電容變化量為，則有：

電容式料位計(jì)

由于L0是常數(shù)，因此料位變化僅與兩個(gè)電容變化量之比有關(guān)，而介質(zhì)—因素波動(dòng)所引起的電容變化對(duì)主電極與輔助電極是相同的，相比時(shí)被抵消掉，從而起到誤差補(bǔ)償作用。第51頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.2.4聲學(xué)法測(cè)料位由音叉、壓電元件及電子線路等組成。音叉由壓電元件激振，以一定頻率振動(dòng)，當(dāng)料位上升至觸及音叉時(shí)，音叉振幅及頻率急劇衰減甚至停振，電子線路檢測(cè)到信號(hào)變化后向報(bào)警器及控制器發(fā)出信號(hào)。圖7-24為音叉式料位信號(hào)器原理圖第52頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.2.5光學(xué)法測(cè)料位 光學(xué)法是一種比較古老的料位控制方法。一般只用來進(jìn)行定點(diǎn)控制，工作方式采用遮斷式。在儲(chǔ)料容器一側(cè)安裝激光發(fā)射器，另一側(cè)安裝接收器，當(dāng)料位未達(dá)到控制位置時(shí)接收器能夠正常接收到光信號(hào)，而當(dāng)料位上升至控制位置時(shí)，光路被遮斷，接收器接收的信號(hào)迅速減小，電子線路檢測(cè)到信號(hào)變化后轉(zhuǎn)化成報(bào)警信號(hào)或控制信號(hào)。

第53頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

與普通光相比，激光仍具有如下特點(diǎn):光的反射、透射、折射、干涉等特性，但它能量集中，光強(qiáng)度大，因此物位控制范圍大。激光單色性強(qiáng)，不易受外界光線干擾，能用于強(qiáng)烈陽(yáng)光及火焰照射條件下。激光光束散射小，方向性好，定點(diǎn)控制精度高的特點(diǎn)。

7.2.5光學(xué)法測(cè)料位光學(xué)法測(cè)量料位最怕在粉料不斷升降過程中對(duì)透光孔和接收器光敏元件的粘附和堵塞,因此光學(xué)法不宜用于粘性大的物料，對(duì)此必需認(rèn)真對(duì)待。第54頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.2.6微波法測(cè)料位圖7-25為定點(diǎn)式微波料位計(jì)原理示意圖振蕩器產(chǎn)生的微波電流，饋送給安裝在料面一側(cè)的發(fā)射天線向料面發(fā)射出去，經(jīng)過料上方被接收天線接收。當(dāng)料位較低時(shí)，定向發(fā)射的微波無衰減的直接為接收天線接收，經(jīng)前置放大器放大到適當(dāng)?shù)碾娖胶箴佀偷诫娮臃糯笃?，?jīng)檢波、放大后，與定電壓比較，發(fā)出正常工作的信號(hào)，表示料位沒有超過規(guī)定高度。第55頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月相界面的檢測(cè)包括液-液相界面、液-固相界面的檢測(cè)。7.3相界面的檢測(cè)液-液相界面檢測(cè)與液位檢測(cè)相似，因此各種液位檢測(cè)方法及儀表(如壓力式液位計(jì)、浮力式液位計(jì)、反射式激光液位計(jì)等等)都可用來進(jìn)行液-液相界面的檢測(cè)。液-固相界面的檢測(cè)與料位檢測(cè)更相似，因此通常重錘探測(cè)式、遮斷式激光料位計(jì)或料位信號(hào)器也同樣可用于液-固相界面的檢測(cè)控制。第56頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.3.1分段式電容法檢測(cè)油水相界面油水相界面檢測(cè)主要是指測(cè)量油和水混合后靜態(tài)分界面，分段式電容傳感器在線檢測(cè)方法是基于油水導(dǎo)電特性的差異設(shè)計(jì)的一種油水界面檢測(cè)儀，可以顯示出罐內(nèi)水位的動(dòng)態(tài)變化利用等結(jié)構(gòu)物理電極把整個(gè)測(cè)量范圍分成各個(gè)小層，而每個(gè)層而對(duì)應(yīng)著固定的空間高度，用模擬電路技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)及單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合，逐層測(cè)量電容值。如果測(cè)量的是同一介質(zhì)，各段采集的數(shù)字量應(yīng)該一致或接近，反之則有較大差異，利用該現(xiàn)象可以判斷出介質(zhì)分界面的層段，然后就能計(jì)算出界面或液面高度。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、智能化、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。分段式電容油水相界面的測(cè)量第57頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖7-26是一個(gè)十段式分段電容傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及等效電容圖從上至下等效為十個(gè)電容C1~C10。從圖中可以看出，C1~C6中都是同一種介質(zhì)原油，C8,C9和C10中也是同一種介質(zhì)水，只有C7中有原油和水兩種介質(zhì)，由于各段電容長(zhǎng)度、內(nèi)徑和外徑都相等7.3.1分段式電容法檢測(cè)油水相界面第58頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C1~C8的電容值是需要經(jīng)過測(cè)量才能得到的，我們就可以判斷出C8、C9和C10充滿的是介質(zhì)水，C1~C4充滿的是介質(zhì)原油，C1中充入的是原油但沒有充滿，C7中充有原油和水兩種介質(zhì)，也就是說原油與水的分界面在C7段電容傳感器中，由于每個(gè)傳感器的高度都為L(zhǎng)0，由圖7-26很容易得到油水界面高度為：可以得出：C1<C2=C3=C4=C5=C6<C7<C8=C9=C10H=3L0+Lx

7.3.1分段式電容法檢測(cè)油水相界面第59頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.3.2超聲波檢測(cè)液-液相界面利用超聲波在介質(zhì)中的傳播速度及在不同密度液體相界面之間的反射特性來檢測(cè)液-液相界面。圖