物位检测方法及仪表学习教案.pptx

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1、物位检测方法物位检测方法(fngf)及仪表及仪表第一页，共21页。19:51:0519:51:05知识结构第第5章章 自动控制自动控制(z dn kn zh)仪表仪表第第6章章 执行器执行器第第2章章 过程过程(guchng)特性特性第第3章章 检测仪表与传感器检测仪表与传感器第第4章章 显示显示(xinsh)仪表仪表第第1章自动控制系统基本概念章自动控制系统基本概念第第7章章 简单控制系统简单控制系统 第第8章章 复杂控制系统复杂控制系统第第9章章 新型控制系统新型控制系统第第10章章 计算机控制系统计算机控制系统第1页/共21页第二页，共21页。19:51:0519:51:05压力检测方法

2、压力检测方法(fngf)及仪表及仪表本章(bn zhn)内容物位检测方法物位检测方法(fngf)及及仪表仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表数字式显示记录仪表数字式显示记录仪表第2页/共21页第三页，共21页。19:51:0519:51:05第四节第四节 物位检测物位检测(jin c)方法及仪表方法及仪表 第三章 检测仪表与传感器第3页/共21页第四页，共21页。19:51:05物位检测物位检测(jin c)方法方法v应用(yngyng)浮力原理检测物位v应用(yngyng)静压原理检测物位v应用(yngyng)超声波反射检测物位物位检测仪表物位检测仪表

3、v超声波物位计本本章章(bn zhn)主主要要内内容容第4页/共21页第五页，共21页。19:51:0519:51:05 物位物位-指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒(kl)(kl)物的料位和两种不同液体介质分界面的总称物的料位和两种不同液体介质分界面的总称 液位液位容器中的液体介质的高低容器中的液体介质的高低(god)(god)料位料位容器中固体或颗粒状物质的堆积高度容器中固体或颗粒状物质的堆积高度 物位检测的作用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；为了监视(jinsh)或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；对它的上

4、下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。物位的基本概念物位的基本概念第5页/共21页第六页，共21页。19:51:0519:51:05应用浮力应用浮力(fl)(fl)原理检测物位原理检测物位应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位 应用超声波反射检测物位应用超声波反射检测物位 物物位位检检测测方方法法第6页/共21页第七页，共21页。19:51:0519:51:05应用浮力原理应用浮力原理(yunl)检检测物位测物位利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对液位进行测量的。当液位变化时，前者产生相应的液位进行测量的。当液位变化时，前者产生相应

5、的位移位移(wiy)(wiy)，而所受到的浮力维持不变，后者则发，而所受到的浮力维持不变，后者则发生浮力的变化。因此，只要检测出浮标的位移生浮力的变化。因此，只要检测出浮标的位移(wiy)(wiy)或浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液或浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。位的高低。恒浮力(fl)法液位测量示意图 测量原理测量原理第7页/共21页第八页，共21页。19:51:0619:51:06应用静压原理应用静压原理(yunl)检测物检测物位位压力表测量(cling)液位原理 通过液柱静压的方法(fngf)对液位进行测量的。敞口容器：多用直接测量容器底部压力的方法(fngf)。如图

6、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。其关系为其关系为式中式中 P P测压仪表指示值测压仪表指示值 H H液位的高度液位的高度液体的密度液体的密度g g重力加速度重力加速度 式中式中 P PA A、P PB B分别是液面上部介质压力和液面以下分别是液面上部介质压力和液面以下H H深度的液体压力。深度的液体压力。密密闭闭容容器器：测测量量容容器器底底部部压压力力，除除与与液液面面高高度度有有关关外外，还还与与液液面面上上部部介质压力有关，其关系为介质压力有关，其关系为第8页/共21页第九页，共21页。19:51:0619:51:06差压变送器测量液位

7、时的零点迁移问题差压变送器测量液位时的零点迁移问题(wnt)（重（重点）点）安装位置条件不同存在(cnzi)着仪表零点迁移问题 特征：差压变送器的正压室取压口正好与容特征：差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位（器的最低液位（Hmin=0）处于同一）处于同一(tngy)水平位置。作用于变送器正、负压室的差压水平位置。作用于变送器正、负压室的差压P与液位高度与液位高度H的关系为的关系为P=Hg。当当H=0时，正负压室的差压时，正负压室的差压P=0，变送，变送 器输出信号为器输出信号为4mA当当H=Hmax时，差压时，差压Pmax=gHmax，变送器的输出信号为变送器的输出信号为20 mA，

8、无迁移无迁移第9页/共21页第十页，共21页。19:51:0619:51:06负迁移负迁移(qiny)差压变送器的正、负压室的压力差压变送器的正、负压室的压力(yl)分别为分别为 正、负压正、负压(f y)室的压差为室的压差为当被测液位当被测液位H=0H=0时，时，P=-P=-（h h2 2-h-h1 1）2 2g0g0，从而使变送器在H=0时输出电流大于4 mA；H=Hmax时，输出电流大于20 mA。第12页/共21页第十三页，共21页。19:51:0619:51:06正迁移测量正迁移测量(cling)(cling)安装图安装图正迁移正迁移(qiny)示意图示意图第13页/共21页第十四页

9、，共21页。19:51:0619:51:06无迁移(qiny)、正迁移(qiny)和负迁移(qiny)示意图（a）无迁移(qiny)（b）负迁移(qiny)（c）正迁移(qiny)0500042020007000P(Pa)-20003000I0(mA)某压力(yl)变送器的测量范围：05000Pa，固定差压 =2000Pa第14页/共21页第十五页，共21页。19:51:0619:51:06【例】如图335所示，用差压变送器检测液位。已知 =1200kg/，=950kg/,=1.0m,=5.0m,液位变化的范围是03.0m，已知当地重力(zhngl)加速度为9.8m/，求差压变送器的量程和迁移

10、量。解：当液位在03m变化时，差压的变化量为：Pa根据差压变送器的量程系列，可选择差变的量程为40KPa.当H=0时，有 【例】第15页/共21页第十六页，共21页。19:51:06 所以(suy)差变要进行负迁移，迁移量为37.24KPa，迁移后该差变的测量范围为 37.242.76KPa。【例】第16页/共21页第十七页，共21页。19:51:0719:51:07若采用DDZ-型仪表，则当变送器输出为4mA时，表示(biosh)H=0,当I=20mA时，H=403/35.28=3.4m,即实际可测量液位为：03.4m。若要求(yoqi)H=3.0m时差变输出为20mA,应如何处理？答：零点

11、负迁移后，进行量程(lingchng)调整，使得当差压为-37.2435.28-1.96 KPa时，输出为20mA。【例】第17页/共21页第十八页，共21页。19:51:0719:51:07应用超声波反射应用超声波反射(fnsh)检检测物位测物位根根据据超超声声波波从从发发射射到到接接收收反反射射回回波波的的时时间间(shjin)间间隔隔大大小小与与被被测测介介质质高高度度成成比比例例关关系系的的原原理理，实实现现液液位测量的。位测量的。测量测量(cling)(cling)时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界面发射超声波，经过时间时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界面发射

12、超声波，经过时间t t后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。测量原理根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。V-V-超声波在液体中的传播速度超声波在液体中的传播速度H-H-从探头至界面的距离（被测介质物位高度）从探头至界面的距离（被测介质物位高度）T-T-超声波从探头发射至液面反射回来的时间超声波从探头发射至液面反射回来的时间第18页/共21页第十九页，共21页。19:51:0719:51:07超声波物位计超声波物位计 超声波物位计由超声波发射、接收器（探头）及显示仪表(ybio)组成。超声波物位计原理(yunl)框图 超声波物位计的原理 物位计以微处理机8031单片机为核心，进行超声波的发射、接收(jishu)控制和数据处理，具有声速温度补偿功能及自动增益控制功能。第19页/共21页第二十页，共21页。19:51:0719:51:07放射线通过介质时，其强度衰减与物质的吸收系数和介质层厚度有关：目前(mqin)，工业上使用的放射线物位计有连续式和间断式两种。核辐射式物位计核辐射式物位计第20页/共21页第二十一页，共21页。