物位的检测.pptx

第五节物位检测及仪表
物位:液位、料位、分界面(界位)的总称。
液位:容器中液体表面的高低;
料位:容器中固体的堆积高度;
界面:两相物质的交界面。
物位检测的作用
①确定容器中的贮料数量,以保证连续生产的需要或进行经济核算;
②为了监视或控制容器的物位,使它保持在规定的范围内;
③对它的上下极限位置进行报警,以保证生产安全、正常进行。

直读式液位仪表连通器原理,有玻璃管式、玻璃板液位计等。
浮力式物位仪表浮力原理,有恒浮力式和变浮力式两种。
静压式物位仪表流体静力学原理。
电气式物位仪表将物位的变化转换为电量检测。
反射式物位仪表利用超声波、微波反射信号行程间接测量液位。
射线式物位检测利用射线在被测介质中的吸收程度。

接触式物位仪表如直读式、浮力式、静压式、电容式等。
非接触式物位仪表如雷达式、超声波式、射线式等。
常用测物位原理和仪表
一、直读式物位仪表
玻璃管液位计
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。
ρ1=ρ2,则h1=h2
1 恒浮力式液位计:
原理:当浮标受力平衡时,浮标可以随液面稳定:
式中 W——浮标的重力;
F——浮标所受的浮力;
G——平衡重物的重力。
液位上升时,其上浮力F增加,
新的力平衡,反之亦然。因而实现了浮标对液位的跟踪。通过同步移动的平衡锤便可以指示出液位的高度。
特点:简单直观,测量精度低。
误差原因:滑轮摩擦,钢丝绳热胀冷缩。
,浮标向上移动。直达到
分:恒浮力(浮子)和变浮力(沉筒)
二、浮力式物位仪表
2. 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。浮筒式液位计原理如图所示。
图中:1-浮筒;2-弹簧;3-差动变压器。
浮筒式液位计
它是用弹簧平衡浮力,用差动变压器测量浮筒位移,平衡时压缩弹簧的弹力与浮筒浮力及重力G平衡。即:
式中 k——弹簧刚度(N/m);
x——弹簧压缩量(m);
——液体密度(kg/m3);
H——浮筒浸入深度(m);
A——浮筒截面积(m2)。
液位高度变化与弹簧变形量成正比。弹簧变形量可用多种方法测量,既可就地指示,也可用变换器(如差动变压器)变换成电信号进行远传控制。
例:有一浮筒的长度为L=300mm,配DDZ Ⅲ型表,出厂时用水标定,变送器的输出电流与液位之间的关系如图曲线1所示,今用它检定两液体之间的界面,设它们的密度分别为, ,问应如何使用该液位计检测界面
浮筒式液位计
利用浮筒式液位计实现界面检测
解:当g为常数时,变送器输出为:
用水标定时,设水的密度为1000kg/m3,则在H=300mm的情况下
当界面为0,即容器中充满轻组分液体1是,设变送器输出为△I1
当界面为H1,即H1以下部分为重组分液体2时,变送器输出为20mA,则:
这说明,如果不对该液位计进行调整,它能检测的界面范围仅为0~,变送器输出与界面之间的关系如曲线2所示
0
8
16
300
①
②
0
8
16
300
①
②
为使该液面计能在界面0~300mm范围内进行检测,应对它进行重新标定。设界面为0时,由于液体1对浮筒产生的浮力相当于水的液位为时的浮力,则
当界面从0增加到300mm时,浮筒所受到浮力的变化量相当于水的液位为时的浮力,则
因此,应用水重新标定,由于
在最高界面时不能直接用水标定!
先进行比例关系的标定,即当H=300-126=174mm时,I=4mA, H=300mm时,I=20mA
然后将水位调到
调节变送器的零点为4mA
浮筒式液位计
静压式检测法
利用容器中液体或固体物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比原理,因而可用测压的方法来测量物位。
三、差压式液位变送器
利用差压或压力变送器可以方便地测量液位。
1、工作原理
通过液柱静压的方法对液位进行测量。
敞口容器:多用直接测量容器底部压力的方法。如图所示,测压仪表通过导压管与容器底部相连,由测压仪表的压力指示值,便可推知液位的高度。
压力表测量液位原理
式中:P—测压仪表指示值;H—液位的高度;
ρ—液体的密度;g—重力加速度。
其关系为: