物位测量过控.ppt

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1、物位测量物位测量一、概述一、概述 几个概念几个概念几个概念几个概念在容器中液体介质的高低叫在容器中液体介质的高低叫在容器中液体介质的高低叫在容器中液体介质的高低叫液位液位液位液位，容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位料位料位料位测量液位的仪表叫测量液位的仪表叫测量液位的仪表叫测量液位的仪表叫液位计液位计液位计液位计，测量料位的仪表叫，测量料位的仪表叫，测量料位的仪表叫，测量料位的仪表叫料位计料位计料位计料位计测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫测量

2、两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫界面计界面计界面计界面计在在在在物物物物位位位位检检检检测测测测中中中中，有有有有时时时时需需需需要要要要对对对对物物物物位位位位进进进进行行行行连连连连续续续续检检检检测测测测，有有有有时时时时只只只只需需需需要要要要测测测测量量量量物物物物位位位位是是是是否否否否达达达达到到到到某某某某一一一一特特特特定定定定位位位位置置置置，用用用用于于于于定定定定点点点点物物物物位测量的仪表称为位测量的仪表称为位测量的仪表称为位测量的仪表称为物位开关物位开关物位开关物位开关 物位测量物位测量物位检测的作用物位检测的作用物位检测

3、的作用物位检测的作用控制、控制、控制、控制、计计计计量、量、量、量、报报报报警等。警等。警等。警等。检测方法分类检测方法分类检测方法分类检测方法分类 直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。差压式物位仪表差压式物位仪表差压式物位仪表差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产：利用液柱或物料堆积对某定点产：利用液柱或物料堆积对某定点产：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。生压力的原理而工作。生压力的原理而工作。生压力的原理而工作。浮力式物位

4、仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理工作。而变化的原理工作。而变化的原理工作。而变化的原理工作。物位测量物位测量n n电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容些电量的变化，如电容些电量的变化，如电容些电量的变化，如电容n n核辐射物位仪表：利用射线透过物料时其核辐射物位仪表：利用射线透过物料时其核辐射物位仪表：利用射线透过物料时其核

5、辐射物位仪表：利用射线透过物料时其强度随物质层的厚度而变化的原理强度随物质层的厚度而变化的原理强度随物质层的厚度而变化的原理强度随物质层的厚度而变化的原理n n声波式物位仪表：由于物位的变化引起声声波式物位仪表：由于物位的变化引起声声波式物位仪表：由于物位的变化引起声声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。根的不同，测出这些变化就可测知物位。根的不同，测出这些变化就可测知物位。根的不同，测出这些变化就可测知物位。根据工作原

6、理分为声波遮断式、反射式和阻据工作原理分为声波遮断式、反射式和阻据工作原理分为声波遮断式、反射式和阻据工作原理分为声波遮断式、反射式和阻尼式。尼式。尼式。尼式。n n光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作和反射原理工作和反射原理工作和反射原理工作直读式液位计直读式液位计浮力式液位测量浮力式液位测量P=gH P=gH P=gH P=gH 压力式液位计压力式液位计基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理 P=g H1 P=g H1 P=g H1 P=g H1 差压式液位计

7、基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理 物位测量物位测量零点迁移零点迁移P=P=P=P=1 1 1 1gH gH gH gH-2 2 2 2g g g g（h h h h2 2 2 2-h-h-h-h1 1 1 1）变送器的共性问题变送器的共性问题量程调整量程调整 xyxminxmaxyminymax使使变变送送器器的的输输出出信信号号上上限限值值ymax与与测测量量范范围围的的上上限限值值xmax相对应相对应 量程调整相当量程调整相当于改变变送器的输于改变变送器的输入输出特性的斜率，入输出特性的斜率，也就是改变变送器也就是改变变送器输出信号输出信号y与输入与输入信号信号x之间的比例

8、之间的比例系数系数 变送器的共性问题变送器的共性问题零点调整零点调整零点调整的方法零点调整的方法模拟变送器模拟变送器：调零装置调零装置数字变送器数字变送器：软件软件使使变变送送器器的的输输出出信信号号下下限限值值ymin与与测量范围的下限值测量范围的下限值xmin=0相对应相对应 xy0 xmaxyminymax变送器的共性问题变送器的共性问题零点迁移零点迁移 使变送器的输出信号下限值使变送器的输出信号下限值ymia与测量范与测量范围的下限值围的下限值xmin相对应，在相对应，在xmin=0时，称为时，称为零点调整，在零点调整，在xmin0时，称为零点迁移时，称为零点迁移 当测量的起始点由零变

9、为某一正值，称为正迁移；当测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移 零点调整使零点调整使变送器的测量变送器的测量起始点为零起始点为零零点迁移是零点迁移是把测量的起始把测量的起始点由零迁移到点由零迁移到某一数值某一数值:xminxyxmaxyminymax0 xmaxxminxmax零点迁移的方法零点迁移的方法模拟变送器：调模拟变送器：调Z0数字变送器：软件数字变送器：软件物位测量物位测量零零点点迁迁移移的的目目的的：使使H0时时，变变送送器输出为器输出为Iomin（如（如4mA）P=P=P=P=1 1 1 1

10、gH gH gH gH-2 2 2 2g g g g（h h h h2 2 2 2-h-h-h-h1 1 1 1）负迁移负迁移负迁移负迁移 迁移量：迁移量：迁移量：迁移量：-2 2 2 2g g g g（h h h h2 2 2 2-h-h-h-h1 1 1 1）物位测量物位测量P=P=P=P=1 1 1 1gH gH gH gH+1 1 1 1ghghghgh1 1 1 1 正迁移正迁移正迁移正迁移 迁移量：迁移量：迁移量：迁移量：1 1 1 1ghghghgh1 1 1 1 物位测量物位测量例例 已知已知已知已知1 1 1 1=1200kg/m=1200kg/m=1200kg/m=1200

11、kg/m3 3 3 3，2 2 2 2=950kg/m=950kg/m=950kg/m=950kg/m3 3 3 3，h h h h1 1 1 1=1m=1m=1m=1m，h h h h2 2 2 2=5m=5m=5m=5m，液位变化范围液位变化范围液位变化范围液位变化范围02.502.502.502.5米，求：变送器的米，求：变送器的米，求：变送器的米，求：变送器的量程量程量程量程和和和和迁移量迁移量迁移量迁移量。物位测量物位测量解解解解 H H H Hmaxmaxmaxmax1 1 1 1g=2.5*1200*9.8g=2.5*1200*9.8g=2.5*1200*9.8g=2.5*120

12、0*9.8PaPa=29.400=29.400=29.400=29.400 k kPaPa变送器量程可选为：变送器量程可选为：变送器量程可选为：变送器量程可选为：40kPa40kPa40kPa40kPa当当当当H=0H=0H=0H=0时，时，时，时，-2 2 2 2g g g g（h h h h2 2 2 2-h-h-h-h1 1 1 1）=-4*950*9.8=-37.24 kPa=-4*950*9.8=-37.24 kPa=-4*950*9.8=-37.24 kPa=-4*950*9.8=-37.24 kPa变变变变送器需要送器需要送器需要送器需要进进进进行行行行负负负负迁移，迁移量迁移，

13、迁移量迁移，迁移量迁移，迁移量为为为为37.24 kPa37.24 kPa37.24 kPa37.24 kPa 利用差压式液位计还可以测量液体的分界面，利用差压式液位计还可以测量液体的分界面，如下图所示。如下图所示。2，1为已知。为已知。请分析压差请分析压差P与分界面高度与分界面高度h0的对应关系。的对应关系。测量分界面测量分界面液位计正、负压室受力情况如下：液位计正、负压室受力情况如下：P1=h02g+（h1+h2）1g P2=（h2+h1+h0）1g P=P1 P2=h0 g（2-1）由由于于（2-1）是是已已知知的的，所所以以压压差差P与与分分界界面面高高度度h0成成一一一一对应关系。对

14、应关系。测量分界面测量分界面压力式物位测量压力式物位测量结论：结论：差差差差压压压压式式式式液液液液位位位位变变变变送送送送器器器器，事事事事实实实实上上上上就就就就是是是是一一一一个个个个差差差差压压压压变变变变送送送送器器器器，无无无无非非非非液液液液位位位位变变变变送送送送器器器器的的的的输输输输出出出出与与与与液液液液位位位位高高高高度度度度H H H H成成成成线线线线性性性性关关关关系系系系。因因因因此此此此，差差差差压压压压式式式式液液液液位位位位变变变变送送送送器器器器的的的的安安安安装装装装与与与与前前前前面面面面所所所所述述述述的的的的差差差差压压压压变变变变送送送送器的安

15、装是完全相同的。器的安装是完全相同的。器的安装是完全相同的。器的安装是完全相同的。为为为为了了了了解解解解决决决决测测测测量量量量具具具具有有有有腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性或或或或含含含含有有有有结结结结晶晶晶晶颗颗颗颗粒粒粒粒以以以以及及及及粘粘粘粘度度度度大大大大、易易易易凝凝凝凝固固固固等等等等液液液液体体体体液液液液位位位位时时时时，引引引引压压压压管管管管线线线线容容容容易易易易出出出出现现现现被被被被腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀、被被被被堵堵堵堵塞塞塞塞的的的的问问问问题题题题，应应应应使使使使用用用用在在在在导导导导压压压压管管管管人人人人口口口口处处处处加加加加隔隔隔隔离离离离膜膜膜膜盒盒盒

16、盒的的的的法法法法兰兰兰兰式式式式差差差差压压压压变变变变送送送送器器器器（压压压压力力力力信信信信号号号号的的的的远远远远传传传传装装装装置置置置），分分分分单单单单法法法法兰兰兰兰式及双法式及双法式及双法式及双法兰兰兰兰式两种。（回到式两种。（回到式两种。（回到式两种。（回到书书书书）3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 由由由由两两两两个个个个同同同同轴轴轴轴圆圆圆圆柱柱柱柱极极极极板板板板组组组组成成成成的的的的电电电电容容容容器器器器，当当当当两两两两极极极极板板板板之之之之间间间间填填填填充充充充介介介介电电电电常常常常数数数数为为为为0 0 0 0的的的的介介介介质质

17、质质时时时时，两两两两极极极极板间的电容量为：板间的电容量为：板间的电容量为：板间的电容量为：当当当当极极极极板板板板之之之之间间间间一一一一部部部部分分分分介介介介质质质质被被被被介介介介电电电电常常常常数数数数为为为为的的的的另另另另一一一一种种种种介介介介质质质质填填填填充时，可推出电容变化量充时，可推出电容变化量充时，可推出电容变化量充时，可推出电容变化量 当当当当电电电电容容容容器器器器的的的的几几几几何何何何尺尺尺尺寸寸寸寸和和和和介介介介电电电电常常常常数数数数保保保保持持持持不不不不变变变变时，电容变化量就与物位高度时，电容变化量就与物位高度时，电容变化量就与物位高度时，电容变

18、化量就与物位高度H H H H成正比。成正比。成正比。成正比。3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 导电液体的液位测量3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 液面以上液面以上液面以下液面以下3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 3.5.4 3.5.4 电容式物位计电容式物位计 ：1、如液体的粘度较大时，当液位、如液体的粘度较大时，当液位下降时，由于电极套管上仍粘附一层被下降时，由于电极套管上仍粘附一层被测介质，会

19、造成虚假的液位指示值，使测介质，会造成虚假的液位指示值，使仪表所显示的液位比实际值偏高。仪表所显示的液位比实际值偏高。2、介质的电介常数受温度（液体）、介质的电介常数受温度（液体），湿度（固体）较大。，湿度（固体）较大。注意注意物位仪表物位仪表 物位测量物位测量核辐射式物位计核辐射式物位计 基基基基本本本本工工工工作作作作原理原理原理原理 核核核核辐辐辐辐射射射射线线线线（通通通通常常常常为为为为射射射射线线线线）穿穿穿穿过过过过一一一一定定定定厚厚厚厚度度度度的的的的被被被被测测测测介介介介质质质质时时时时，射射射射线线线线的的的的投投投投射射射射强强强强度度度度将将将将随随随随介介介介质质

20、质质厚厚厚厚度度度度的的的的增增增增加加加加而而而而呈呈呈呈指指指指数数数数规规规规律衰减的原理来测量物位的律衰减的原理来测量物位的律衰减的原理来测量物位的律衰减的原理来测量物位的 辐射源接收器I I0 0表表表表示示示示进进进进入入入入物物物物料料料料之之之之间间间间的的的的射射射射线线线线强强强强度度度度；表表表表示示示示物物物物料料料料的的的的吸吸吸吸收收收收系系系系数数数数；HH为为为为物物物物料料料料的的的的厚厚厚厚度度度度；I I为为为为穿穿穿穿过过过过介质后的射线强度。介质后的射线强度。介质后的射线强度。介质后的射线强度。雷达式液位计是一种采用微波技术的液位检雷达式液位计是一种采

21、用微波技术的液位检测仪表。由于微波具有良好的定向辐射性，测仪表。由于微波具有良好的定向辐射性，在传输过程中受火焰、灰尘、烟雾及强光在传输过程中受火焰、灰尘、烟雾及强光的影响极小，因此可以用来测量腐蚀性液的影响极小，因此可以用来测量腐蚀性液体，高粘度液体，和有毒性液体的液位。体，高粘度液体，和有毒性液体的液位。他没有可动部件，不接触介质，没有测量他没有可动部件，不接触介质，没有测量盲区，而且测量精度几乎不受被测介质的盲区，而且测量精度几乎不受被测介质的温度、压力、相对介电常数的影响，影响温度、压力、相对介电常数的影响，影响 在易燃易爆等恶劣工矿下仍能使用。在易燃易爆等恶劣工矿下仍能使用。雷达式式物位计雷达式式物位计 第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表