化工仪表第四章物位优秀PPT.ppt

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1、化工仪表第四章物位第1页，本讲稿共19页物位检测方法物位检测方法v应用浮力原理检测物位v应用静压原理检测物位v应用超声波反射检测物位v电磁检测v核辐射检测v光学检测物位检测仪表物位检测仪表v超声波物位计本本章章主主要要内内容容第2页，本讲稿共19页 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 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 物位检测的作用物位检测的作用 确定容器中的贮料数量

2、，以保证连续生产的需要或进行经济核算；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；为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。对它的上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3页，本讲稿共19页物物位位检检测测方方法法v应用浮力原理检测物位应用浮力原理检测物位v应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位v应用超声波反射检测物位应用超声波反射检测物位v电磁检测电磁检测v核辐射检测核辐射检测v光学检测光学检测第4页，本讲稿共19页应用浮力原理

3、检测物位应用浮力原理检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液位进行测量的。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，前者产生相当液位变化时，前者产生相应的位移，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或应的位移，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或浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。恒浮力法液位测量示意图 测量原理测量原理第5页，本讲稿共19页应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位压力表测量液位原理 通过液柱静压的方法对液

4、位进行测量的。通过液柱静压的方法对液位进行测量的。敞口容器敞口容器：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：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。密闭容器密闭容器

5、：测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介 质压力有关，其关系为质压力有关，其关系为第6页，本讲稿共19页差压变送器测量液位时的零点迁移问题（差压变送器测量液位时的零点迁移问题（重点重点）安装位置条件不同存在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器的最低液位特征：差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位（Hmin=0Hmin=0）处于同一水平位置。作用于变送器正、负压室的差压）处于同一水平位置。作用于变送器正、负压室的差压PP与液位高度与液位高度H H的关系为的关系为P=HgP=Hg。当当H=0H=0时，正

6、负压室的差压时，正负压室的差压P=0P=0，变送，变送 器输出信号为器输出信号为4mA4mA当当H=HmaxH=Hmax时，差压时，差压Pmax=gHmaxPmax=gHmax，变送器的输出信号为变送器的输出信号为20 mA20 mA，无迁移无迁移第7页，本讲稿共19页负迁移负迁移 差压变送器的正、负压室的压力分别为差压变送器的正、负压室的压力分别为 正、负压室的压差为正、负压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9页，本讲稿共19页应用静

7、压原理检测物位应用静压原理检测物位（a）无迁移 （b）负迁移 （c）正迁移0500042020007000P(Pa)-20003000I0(mA)某压力变送器的测量范围：05000Pa，固定差压 =2000Pa第10页，本讲稿共19页第三节 其他物位计 一、电容式物位计二、核辐射物位计三、雷达式液位计四、称重式液罐计量仪第11页，本讲稿共19页一、电容式物位计 测量原理 当D和d一定时，电容量C的大小与极板的长度L和介质的介电系数e的乘积成比例。这样，将电容传感器(探头)插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随物位高低变化，必然引起其电容量的变化，从而可检测出物位。第12页，本讲稿共19页液位的

8、检测 零点的电容为 当液位上升为H时，电容量变为 电容量的变化为第13页，本讲稿共19页料位的检测 电容法可以测量固体块状、颗粒体及粉料的料位 电容量变化与料位升降的关系为 第14页，本讲稿共19页核辐射物位计 入射强度为Io的放射源，随介质厚度而呈指数规律衰减 适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量，还可以测量高温融熔金属的液位 第15页，本讲稿共19页雷达式液位计 H=LH0 H=L-ct/2只要测得时间t，就可以计算出液位的高度H。雷达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式 第16页，本讲稿共19页脉冲发生器生成一系列脉冲信号

9、，由发送器送至天线发出，到达液面并由液面反射后由接收器接收。计时器收到由脉冲发生器和由信号接收器来的脉冲信号后，要直接计算它们的时间差往往达不到所要求的精确程度。微波脉冲法通常采用合成脉冲波的方法，即先对发射波和反射波进行合成，得到合成脉冲雷达波，然后通过测量发射波和反射波的频率差，来间接计算脉冲波的往返时间t，这样就可以计算出被测的液位高度H。第17页，本讲稿共19页称重式液罐计量仪 称重仪是根据天平原理设计的 杠杆平衡时，有 (p2p1)A1L1=MgL2(p2p1)=Hg 式中 L2=KiM0 第18页，本讲稿共19页用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位，如图4-15所示。已知被测液位的变化范围为03m，被测介质密度=900kg/m3，毛细管内工作介质密度0=950kg/m3。变送器的安装尺寸为h1=1m，h2=4m。求变送器的测量范围，并判断零点迁移方向，计算迁移量，当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时，问对测量有何影响?作业P57-2，3第19页，本讲稿共19页