物位测量及仪表资料.ppt

物位测量及仪表 1、液位检测方法 液位检测总体上可分为直接检测和间接检测两种方法。 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。 间接测量，是将液位信号转化为其它相关信号进行测量，如压力法、浮力法、电学法等。 1.1直接测量法 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。 玻璃管液位计 电接点水位计的水位传感器原理 电接点式水位传感器的结构 电接点15,17,19个，正常水位附近要安装密一些。 特点： 但指示不连续，两电极间的距离就是仪表的不灵敏区。 接点之间在高度上的间距不是均匀的，在正常水位附近要密一些。 1.2 压力法液位 压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。 对常压开口容器，液位高度H与液体静压力P之间有如下关系： 下图为用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计。 对于密闭容器中的液位测量，可用差压法进行测量，它可在测量过程中消除液面上部气压及气压波动对示值的影响，下图示出差压式液位计测量原理。 法兰式压力（差压）变送器 1.3 浮力法 浮力式液位检测分为恒浮力式检测与变浮力式检测。 1.3.1 钢带浮子式液位计 右图为直读式钢带浮子式液位计，这是一种最简单的液位计，一般只能就地显示。 1.3.2浮球液位计 电动浮球液位变送器的测量部分由浮球与平衡杆和平衡锤组成力矩平衡机构，因此浮球可以自由地随液位的变化而升降。当液位改变时，浮球的位置发生相应的变化，通过球杆带动主轴转动，表头内角位移传感器与主轴通过齿轮啮合，将液位的变化转换成相应的电信号 1.3.3磁浮子液位计 1.3.4 浮筒式液位计 浮筒式液位计属于变浮力液位计，当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，通过测量浮力变化确定出液位的变化量。 图中： 1-浮筒；2-弹簧；3-差动变送器 。 电动浮筒液位计 智能浮筒液位（界位）变送器 被测液位的变化引起内筒位置的变化，该变化被传递到扭力管组件上，使扭力管与芯轴同步转动。同时固定在扭力管芯轴上的磁铁发生旋转位移，改变了由霍尔效应传感器检测的磁场。该传感器将磁场信号转换为电信号。 1.6 超声波法 超声波液位计利用波在介质中的传播特性。 因此，在容器底部或顶部安装超声波发射器和接收器，发射出的超声波在相界面被反射。并由接收器接收，测出超声波从发射到接收的时间差，便可测出液位高低。 超声波液位计按传声介质不同，可分为气介式、液介式和固介式三种； 按探头的工作方式可分为自发自收的单探头方式和收发分开的双探头方式。相互组合可以得到六种液位计的方案。 由上图看出，超声波传播距离为L，波的传播速度为C，传播时间为Δt ，则： L是与液位有关的量，故测出L便可知液位， L的测量一般是用接收到的信号触发门电路对振荡器的脉冲进行计数来实现。 1.7导波雷达液位计 导波雷达液（界）位变送器运用了 TDR（时域反射原理）技术，发射的电磁波脉冲沿着杆或缆传送当遇到比先前传导介质（空气或蒸发汽）介电常数大的介质表面时，脉冲波被反射回来。用超高速计来计算脉冲波的传导时间，从而达到精确的液位测量。 导波式雷达液位测量采用时域反射法 (TDR，Time Domain Reflectometry)，通常称导波雷达，采用脉冲波方式工作。与普通微波物位计不同点在于雷达发射的高频脉冲不是通过空间传播，而是沿一根(或两根)从罐顶伸入直达罐底的导波体传导。导波体可以是金属杆或柔性金属缆绳。 1.8脉冲雷达物位计 脉冲雷达物位计 雷达天线面对物料发射微波，微波遇到物料后反射，反射微波被脉冲雷达天线接收。那么距离物料表面的距离D可通过脉冲的时间行程T来测得： D=cT/2 (c是光速) 因空罐的距离E已知，则物位L为： L = E-D 通过输入空罐高度E(=零点)，满罐高度F(=满量程)及一些应用参数的设定，使输出信号对应于4-20mA输出。 雷达液位计的测量不确定度 0.1%，重复性±3mm，分辨率1mm，响应速度0.2