壓力浮力電容電阻式液位計(jì)

1、壓力式壓力式/浮力式浮力式/電容式電容式/電阻電阻式等物位計(jì)培訓(xùn)式等物位計(jì)培訓(xùn)服務(wù)事業(yè)部服務(wù)事業(yè)部藺永強(qiáng)藺永強(qiáng)2012.12.08物位測(cè)量的概念物位測(cè)量的概念 物位不僅是物料消耗量或產(chǎn)量計(jì)量等進(jìn)行物位不僅是物料消耗量或產(chǎn)量計(jì)量等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算的參數(shù)，也是判斷生產(chǎn)過程的工經(jīng)濟(jì)核算的參數(shù)，也是判斷生產(chǎn)過程的工作狀況、保證連續(xù)生產(chǎn)和設(shè)備安全、提高作狀況、保證連續(xù)生產(chǎn)和設(shè)備安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要過程參數(shù)，在現(xiàn)代大工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的重要過程參數(shù)，在現(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)過程對(duì)物位的監(jiān)測(cè)占有重要地位，對(duì)生產(chǎn)過程對(duì)物位的監(jiān)測(cè)占有重要地位，對(duì)物位測(cè)量?jī)x表的精確測(cè)量、穩(wěn)定可靠、多物位測(cè)量?jī)x表的精確測(cè)量、穩(wěn)定可靠、多功能、智

2、能化的要求也越來越高。功能、智能化的要求也越來越高。 物位物位指容器中的液體介質(zhì)的液位、固體的料位或指容器中的液體介質(zhì)的液位、固體的料位或顆粒物的料位和兩種不同液體介質(zhì)分界面的總稱。顆粒物的料位和兩種不同液體介質(zhì)分界面的總稱。 液位液位容器中的液體介質(zhì)的高低。容器中的液體介質(zhì)的高低。料位料位容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度。容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度。界位界位兩種不溶液體介質(zhì)的分界面的高低。兩種不溶液體介質(zhì)的分界面的高低。物位的基本概念物位的基本概念測(cè)量液位的儀表叫液位計(jì)，測(cè)量料位的儀表叫測(cè)量液位的儀表叫液位計(jì)，測(cè)量料位的儀表叫料位計(jì)料位計(jì)測(cè)量?jī)煞N密度不同液體介質(zhì)的分界面的儀表叫測(cè)量?jī)煞N

3、密度不同液體介質(zhì)的分界面的儀表叫界面計(jì)界面計(jì) 物位檢測(cè)的作用物位檢測(cè)的作用 確定容器中的貯料數(shù)量，以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要確定容器中的貯料數(shù)量，以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算；或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算； 為了監(jiān)視或控制容器的物位，使它保持在規(guī)定的為了監(jiān)視或控制容器的物位，使它保持在規(guī)定的范圍內(nèi)；范圍內(nèi)； 對(duì)它的上下極限位置進(jìn)行報(bào)警，以保證生產(chǎn)安全、對(duì)它的上下極限位置進(jìn)行報(bào)警，以保證生產(chǎn)安全、正常進(jìn)行。正常進(jìn)行。 在物位檢測(cè)中，有時(shí)需要對(duì)物位進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，在物位檢測(cè)中，有時(shí)需要對(duì)物位進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，有時(shí)只需要測(cè)有時(shí)只需要測(cè) 量物位是否達(dá)到某一特定位置，量物位是否達(dá)到某一特定位置，用于定點(diǎn)物位測(cè)量的儀表稱為用

4、于定點(diǎn)物位測(cè)量的儀表稱為物位開關(guān)物位開關(guān)1 1、液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 液位檢測(cè)總體上可分為液位檢測(cè)總體上可分為直接檢測(cè)直接檢測(cè)和和間接檢測(cè)間接檢測(cè)兩種方法。兩種方法。 直接測(cè)量是一種最為簡(jiǎn)單、直觀的測(cè)量方法，直接測(cè)量是一種最為簡(jiǎn)單、直觀的測(cè)量方法，它是它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標(biāo)尺的觀察管中，通過標(biāo)尺讀出液位高度。有標(biāo)尺的觀察管中，通過標(biāo)尺讀出液位高度。 間接測(cè)量，是將液位信號(hào)轉(zhuǎn)化為其它相關(guān)信間接測(cè)量，是將液位信號(hào)轉(zhuǎn)化為其它相關(guān)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如壓力法壓力法、浮力法浮力法、電學(xué)法電學(xué)法、熱學(xué)熱學(xué)法法等。等。 1.1直接測(cè)量

5、法直接測(cè)量法 直接測(cè)量是一種最為簡(jiǎn)單、直觀的測(cè)量方法，它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標(biāo)尺的觀察管中，通過標(biāo)尺讀出液位高度。下圖所示的是玻璃管液位計(jì)。 玻璃管液位計(jì)1.2 壓力法液位壓力法液位 壓力法依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測(cè)量。由于液體對(duì)容器底面產(chǎn)生的靜壓力與液位高度成正比，因此通過測(cè)容器中液體的壓力即可測(cè)算出液位高度。 對(duì)常壓開口容器，液位高度H與液體靜壓力P之間有如下關(guān)系： gPH 下圖為用于測(cè)量開口容器液位高度的三種壓力式液位計(jì)。(a) 壓力表式液位計(jì) (b)法蘭式液位變送器 (c)吹氣式液位計(jì) 靜壓式液位計(jì)靜壓式液位計(jì) 靜壓式液位計(jì)：通過測(cè)靜壓力靜壓力或靜壓差靜壓差來

6、測(cè)量液位的儀表。 靜壓式液位計(jì)的工作原理工作原理：容器中盛有液體或固體物料時(shí)，物體對(duì)容器的底部或側(cè)壁會(huì)產(chǎn)生一定的靜靜壓力壓力。當(dāng)液體的密度均勻，或固體顆粒及物料的密度與疏密程度均勻時(shí)，此靜壓力靜壓力與物料的物位高度物位高度成正比。測(cè)出這個(gè)靜壓力的變化就可知道物位的變化。在測(cè)量液面上部空間氣相壓力有波動(dòng)的密閉容器的液位時(shí)，則采用測(cè)量差壓差壓的方法。 A A、敞口容器的液位測(cè)量原理圖：、敞口容器的液位測(cè)量原理圖：敞口容器：敞口容器：容器底部或側(cè)面液位零點(diǎn)處引容器底部或側(cè)面液位零點(diǎn)處引出壓力信號(hào)，儀表指示的表壓出壓力信號(hào)，儀表指示的表壓力即反映相應(yīng)的液柱靜壓。力即反映相應(yīng)的液柱靜壓。將壓力計(jì)與容器底

7、部相連，根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將壓力計(jì)與容器底部相連，根據(jù)流體靜力學(xué)原理，所測(cè)壓力與液位的關(guān)系為：所測(cè)壓力與液位的關(guān)系為： 式中式中： 容器內(nèi)取壓平面上由液柱產(chǎn)生的靜壓力； 容器內(nèi)被測(cè)介質(zhì)的密度； 重力加速度。 從取壓平面到液面的高度；gHppgHgPHB B、在測(cè)量受壓密閉容器中的液位時(shí)，由于介質(zhì)上在測(cè)量受壓密閉容器中的液位時(shí)，由于介質(zhì)上方的壓力影響會(huì)產(chǎn)生附加靜壓力，所以采用差壓法方的壓力影響會(huì)產(chǎn)生附加靜壓力，所以采用差壓法測(cè)液位，如圖所示。測(cè)液位，如圖所示。 對(duì)于密閉容器中的液位測(cè)量，可用差壓法進(jìn)行測(cè)量，它可在測(cè)量過程中消除液面上部氣壓及氣壓波動(dòng)對(duì)示值的影響，下圖示出差壓式液位計(jì)測(cè)量原理。

8、差壓變送器的高壓側(cè)與容器底部的取壓管相連，差壓變送器的高壓側(cè)與容器底部的取壓管相連，低壓側(cè)與液面上方容器的頂部相連。低壓側(cè)與液面上方容器的頂部相連。如果容器上部空間為干燥的氣體，則此時(shí)差壓變?nèi)绻萜魃喜靠臻g為干燥的氣體，則此時(shí)差壓變送器高、低壓側(cè)所感受的壓力分別為：送器高、低壓側(cè)所感受的壓力分別為： 差壓變送器所受的壓差差壓變送器所受的壓差 因此，可以根據(jù)差壓變送器測(cè)得的差壓按下因此，可以根據(jù)差壓變送器測(cè)得的差壓按下式計(jì)算出液位的高度式計(jì)算出液位的高度特點(diǎn)特點(diǎn)： 利用靜壓原理測(cè)液位，就是把液位測(cè)量分利用靜壓原理測(cè)液位，就是把液位測(cè)量分別轉(zhuǎn)化為壓力或差壓測(cè)量。別轉(zhuǎn)化為壓力或差壓測(cè)量。 各種壓力和

9、差壓測(cè)量?jī)x表，只要量程合適，各種壓力和差壓測(cè)量?jī)x表，只要量程合適，都可用來測(cè)量液位。都可用來測(cè)量液位。 分別叫壓力式液位計(jì)和差壓式液位計(jì)。分別叫壓力式液位計(jì)和差壓式液位計(jì)。零點(diǎn)遷移問題零點(diǎn)遷移問題無論是壓力檢測(cè)法還是差壓檢測(cè)法都要求無論是壓力檢測(cè)法還是差壓檢測(cè)法都要求取取壓口（零液位）壓口（零液位）與壓力（差壓）與壓力（差壓）檢測(cè)儀表的檢測(cè)儀表的入口入口在在同一水平高度同一水平高度上，否則就會(huì)產(chǎn)生附加上，否則就會(huì)產(chǎn)生附加靜壓誤差。靜壓誤差。 量程遷移量程遷移無論是壓力檢測(cè)法還是差壓法，均要求零液位與檢測(cè)儀表無論是壓力檢測(cè)法還是差壓法，均要求零液位與檢測(cè)儀表在同一水平高度，否則會(huì)產(chǎn)生附加靜壓誤差

10、。在同一水平高度，否則會(huì)產(chǎn)生附加靜壓誤差。處理方法處理方法對(duì)壓力變送器進(jìn)行零點(diǎn)對(duì)壓力變送器進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整，使在只受附加靜調(diào)整，使在只受附加靜壓力時(shí)輸出為壓力時(shí)輸出為“零零”。量程遷移量程遷移量程量程遷移遷移無遷移無遷移負(fù)遷移負(fù)遷移正遷移正遷移Hh零點(diǎn)遷移功能零點(diǎn)遷移功能 為使變送器輸出與被測(cè)液位仍保持無遷移為使變送器輸出與被測(cè)液位仍保持無遷移對(duì)應(yīng)關(guān)系，必須應(yīng)用差壓變送器的零點(diǎn)遷對(duì)應(yīng)關(guān)系，必須應(yīng)用差壓變送器的零點(diǎn)遷移功能來抵消靜壓影響。使得當(dāng)移功能來抵消靜壓影響。使得當(dāng) H =0， p = hg 時(shí)，變送器輸出為時(shí)，變送器輸出為 4mA 。由差壓式液位計(jì)的測(cè)量原理可知，液柱的靜壓差由差壓式液位計(jì)的

11、測(cè)量原理可知，液柱的靜壓差 P與液位高度與液位高度 H 滿足式滿足式 的條件是：的條件是：（1）差壓變送器的高壓室取壓口正好與起始液面）差壓變送器的高壓室取壓口正好與起始液面 （ H =0）在同一水平面上；）在同一水平面上；（2）差壓變送器低壓室的導(dǎo)壓管中沒有任何氣體）差壓變送器低壓室的導(dǎo)壓管中沒有任何氣體 的冷凝液存在；的冷凝液存在； （3）被測(cè)介質(zhì)的密度保持不變）被測(cè)介質(zhì)的密度保持不變。在這種情況下，差壓變送器處于理想條件下的無在這種情況下，差壓變送器處于理想條件下的無遷移工作狀態(tài)。假定采用輸出為遷移工作狀態(tài)。假定采用輸出為 4mA 20mA 的差壓變送器的差壓變送器,當(dāng)當(dāng) H 0 時(shí)，變

12、送器輸入時(shí)，變送器輸入 p 0 ，輸出電流為，輸出電流為4mA ；當(dāng)液位到上限，變送器；當(dāng)液位到上限，變送器輸入輸入p=Hmaxg，輸出電流，輸出電流20mA 。這時(shí)候就是無遷移情況，也就是不需要遷移。這時(shí)候就是無遷移情況，也就是不需要遷移。 兩個(gè)不同形式的液位測(cè)量系統(tǒng)中，將差壓變送器的正、負(fù)壓室分別與容器下部和上部的取壓點(diǎn)相連通，作為測(cè)量?jī)x表的差壓變送器的輸入差壓p和液位H之間的關(guān)系都可以用ppBpAgH表示。 當(dāng)當(dāng)H0時(shí)，差壓變送器的輸入時(shí)，差壓變送器的輸入p=0，差，差壓變送器的輸出也為壓變送器的輸出也為0（下限值），相應(yīng)地顯（下限值），相應(yīng)地顯示儀表指示為示儀表指示為0，這時(shí)不存在零點(diǎn)

13、遷移問題。，這時(shí)不存在零點(diǎn)遷移問題。無遷移液位測(cè)量系統(tǒng)1容器 2變送器 3液位零面n無遷移無遷移保證正壓室與零液位等高保證正壓室與零液位等高gHP1當(dāng)當(dāng)H為零時(shí)，差壓輸為零時(shí)，差壓輸出為零。出為零。差壓變送器的作用是將輸入的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)差壓變送器的作用是將輸入的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。信號(hào)輸出。n正遷移正遷移011pgHghP正壓室：正壓室：負(fù)壓室：負(fù)壓室：0pP 壓差：壓差：gHghPPP11當(dāng)當(dāng)H=0時(shí)，差壓輸出并不為時(shí)，差壓輸出并不為零，其值為零，其值為ghC1其遷移量為正值，所以稱為正遷移。其遷移量為正值，所以稱為正遷移。綜上所述：正負(fù)遷移的實(shí)質(zhì)是改變變送器的零點(diǎn)

14、，同時(shí)改綜上所述：正負(fù)遷移的實(shí)質(zhì)是改變變送器的零點(diǎn)，同時(shí)改變量程的上下限，而量程范圍不變。變量程的上下限，而量程范圍不變。 在實(shí)際應(yīng)用中，差壓變送器的安裝位置不在實(shí)際應(yīng)用中，差壓變送器的安裝位置不能與最低液位處于同一水平面上，如圖所能與最低液位處于同一水平面上，如圖所示。示。這時(shí)差壓變送器高低壓室所受壓力分別為： 高低壓室所受的壓差為： 與無遷移情況時(shí)相比，上式中多出一項(xiàng)與無遷移情況時(shí)相比，上式中多出一項(xiàng) hg ，即在高壓室增加了一個(gè)恒定的靜壓，即在高壓室增加了一個(gè)恒定的靜壓 hg。 由于此項(xiàng)的存在，使得當(dāng)由于此項(xiàng)的存在，使得當(dāng) H =0時(shí)，時(shí)， p = hg ，此時(shí)的變送器輸出必然大于，此時(shí)

15、的變送器輸出必然大于 4mA 。*正遷移正遷移： 在上圖在上圖a這種工作狀態(tài)下，變送器的起這種工作狀態(tài)下，變送器的起始輸入點(diǎn)由零點(diǎn)變?yōu)橐粋€(gè)正值，因此始輸入點(diǎn)由零點(diǎn)變?yōu)橐粋€(gè)正值，因此稱為正遷移。稱為正遷移。*負(fù)遷移負(fù)遷移：在工程中還經(jīng)常遇到負(fù)遷移的情況，如下在工程中還經(jīng)常遇到負(fù)遷移的情況，如下圖所示。圖所示。若被測(cè)液體的密度為若被測(cè)液體的密度為 1 ，隔離液的密，隔離液的密度為度為 2，且，且 1 2 ，則變送器高低，則變送器高低壓室的壓力分別為：壓室的壓力分別為：高低壓室所感受的壓差為高低壓室所感受的壓差為與無遷移情況相比較，總的差壓減少了與無遷移情況相比較，總的差壓減少了 (h2-h1)(h

16、2-h1)2 2g g，即相當(dāng)于在低壓室增加了，即相當(dāng)于在低壓室增加了一個(gè)恒定的靜壓。由于它的存在，使得一個(gè)恒定的靜壓。由于它的存在，使得當(dāng)當(dāng) H =0 H =0 時(shí)，時(shí)，p= -p= -（h2-h1h2-h1）p pg , g , 此時(shí)變送器的輸出必然小于此時(shí)變送器的輸出必然小于 4mA 4mA ，當(dāng)當(dāng) H =HH =Hmaxmax時(shí)，變送器的輸出也達(dá)不到時(shí)，變送器的輸出也達(dá)不到 20mA 20mA 。 為了使變送器輸出與被測(cè)液位之間仍然保持為了使變送器輸出與被測(cè)液位之間仍然保持無遷移情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系。就必須借助差壓變無遷移情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系。就必須借助差壓變送器的零點(diǎn)遷移功能來抵消這靜壓力的影響

17、，送器的零點(diǎn)遷移功能來抵消這靜壓力的影響，使得當(dāng)使得當(dāng) p =（h2 h1）g 時(shí)，變送器的時(shí)，變送器的輸出為輸出為 4mA 。 變送器的起始輸入點(diǎn)由零點(diǎn)變?yōu)橐粋€(gè)負(fù)值，變送器的起始輸入點(diǎn)由零點(diǎn)變?yōu)橐粋€(gè)負(fù)值，這種情況就是負(fù)遷移。這種情況就是負(fù)遷移。n負(fù)遷移負(fù)遷移形成原因：加隔離罐或采形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測(cè)壓差。用法蘭式測(cè)壓差。1210ghgHPP正壓室：正壓室：220ghPP負(fù)壓室：負(fù)壓室：BgHhhggHPPP11221)(差壓：差壓：當(dāng)當(dāng)H=0時(shí)，差壓的輸出并不為零，而是時(shí)，差壓的輸出并不為零，而是-B。為使。為使H=0時(shí)，時(shí)，差變的輸出為差變的輸出為4mA，就要消除，就要消除-B

18、的影響。稱之為量程遷移。的影響。稱之為量程遷移。由于要遷移的時(shí)為負(fù)值，所以稱為負(fù)遷移。由于要遷移的時(shí)為負(fù)值，所以稱為負(fù)遷移。量程遷移實(shí)例量程遷移實(shí)例 例如：已知例如：已知31/1200mkg32/950mkgmh0 . 11mh0 . 52m0 . 30mL 液位高度變化形成的差壓值為：液位高度變化形成的差壓值為： 所以可選擇差壓變送器量程為所以可選擇差壓變送器量程為40kPaPagH3528038 . 912001PaghhB372408 . 9950) 15()(212 所以負(fù)遷移量為所以負(fù)遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)為，即將差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)為-37.240kPa。

19、遷移后差變的測(cè)量范圍為。遷移后差變的測(cè)量范圍為-37.242.76kPa。針對(duì)上述三種情況，如果選用的差壓變送器測(cè)針對(duì)上述三種情況，如果選用的差壓變送器測(cè)量范圍為量范圍為 0 5kPa ，且零點(diǎn)通過遷移功能抵，且零點(diǎn)通過遷移功能抵消的固定靜壓分別為消的固定靜壓分別為 2kPa 和和-2kPa，則這，則這臺(tái)差壓變送器零點(diǎn)遷移特性曲線如下圖所示。臺(tái)差壓變送器零點(diǎn)遷移特性曲線如下圖所示。 變送器遷移液罐液罐h變送器變送器需負(fù)遷移的儀表需負(fù)遷移的儀表如：已知灌充惰性液的比重Pf 為1.90g/cm3 h=600mm,被測(cè)介質(zhì)的比重Pp為1.1g/cm3，而=5000mm,試問此變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值為

20、多少？解:已知Pf1.9cm3 Pp=1.1cm3 H=5000mm h=600mm求：變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值為多少？負(fù)遷移值=h Pf g =6001.99.8066=11.180kpa量 程 =H Pp g =50001.19.8066=53.936kpa 校 驗(yàn)=-負(fù)遷移(-負(fù)遷移值+量程) =-11.180kpa(-11.180+53.936kpa) =-11.180kpa42.756kpa答:變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值為-11.180kpa42.756kpa .液罐液罐h變送器變送器需正遷移的儀表需正遷移的儀表如:已知被測(cè)介質(zhì)比重P=1.2g/cm3 灌充液的比重P0=1.1g/cm3

21、H=950mm H0=700mm求:儀表安裝前的校驗(yàn)值?解:儀表的量程=H P g =9501.29.8066=11.180kpa 正遷移量=H0 P g =7001.1 9.8066=7.551kpa 儀表校驗(yàn)值=正遷移(正遷移+量程) =7.551(7.551+11.180kpa) =7.55118.731kpa答:安裝前應(yīng)將量程調(diào)整到7.55118.731kpa.測(cè)量界面液位最高液體相最高液體相界面界面液體相界面液體相界面h變送器變送器液位液位2液位液位1最低液體相最低液體相界面界面H0 如:已知灌液的比重P0為1.04g/cm3, P1為1g/cm3 h=1300mm,H=4000mm

22、,H0=200mm,試問此變送器安裝前應(yīng)將量程調(diào)整到為多少?解:已知P0=1.04g/cm3,h=1300mm,H=4000mm, H0=200mm 量程= P1 g H =1g/cm39.8066N/kg4000mm = 1g/cm39.806610-3N/g400cm =3.923kpa 負(fù)遷移= P0 g H- P1 g H 0- P2 g (h-H0) =1.04g/cm3130cm-1g/cm320cm-0.7(130-20) 9.8066 10-3N/g=3.746kpa儀表校驗(yàn)值=-負(fù)遷移值(-負(fù)遷移值+量程) =-3.746kpa(-3.746kpa+3.923kpa) =-3

23、.746kpa0.1765kpa答:安裝前應(yīng)將量程調(diào)整-3.746kpa0.1765kpah最高液位最高液位變送器變送器雙法蘭測(cè)量液位雙法蘭測(cè)量液位 最低液位最低液位HH0PP0如:已知H=900mm H0=250mm h=1300mm被測(cè)介質(zhì)密度P=1.2g/ cm3 硅油(充灌液度)P0=1.04 g/ cm3 求:儀表安裝前的校驗(yàn)值?解: 量程 =H P g =9001.29.8066=10.591kpa 負(fù)遷移量=(h P - P H0)g =(1.041300-1.2250) 9.8066=10.317kpa 儀表校驗(yàn)值=-負(fù)遷移值(-負(fù)遷移+量程) =10.317(-10.317+

24、10.591kpa) =10.3170.274kpa答:安裝前應(yīng)將量程調(diào)整到10.3170.274kpa.水位水位差壓轉(zhuǎn)換原理（平衡容器）差壓轉(zhuǎn)換原理（平衡容器） 水位差壓轉(zhuǎn)換裝置又稱平衡容器，其結(jié)構(gòu)形式如圖所示，(a)為簡(jiǎn)單平衡容器，(b)為雙室平衡容器，(c)為結(jié)構(gòu)補(bǔ)償式雙室平衡容器。它是靜壓式液位測(cè)量?jī)x表，在汽包水位、高加水位、除氧器水位測(cè)量中都能得到應(yīng)用。一、單室平衡容器 對(duì)圖(a)中所示簡(jiǎn)單平衡容器輸出的差壓為 ，按照流體靜力學(xué)原理，有 pppHggHgLswswsa)()()(0由上式容易看出：輸出的差壓信由上式容易看出：輸出的差壓信號(hào)受汽包壓力和平衡容器側(cè)水柱號(hào)受汽包壓力和平衡容

25、器側(cè)水柱溫度的影響。溫度的影響。誤差原因誤差原因: :平衡容器水柱溫度分布不均和汽包壓平衡容器水柱溫度分布不均和汽包壓力的變化導(dǎo)致密度不是標(biāo)稱值。力的變化導(dǎo)致密度不是標(biāo)稱值。1、公式、公式2、誤差、誤差gHHLgHHgLpswa)()(00平衡平衡容器容器在圖(b)所示的雙室平衡容器中，給固定水柱增裝了蒸汽保溫室，使得固定水柱的溫度達(dá)到了汽包內(nèi)的汽水溫度，因而消除了固定水柱非飽和狀態(tài)時(shí)溫度的影響。pgHHLgHHgLppsww)()(00g)(HHL(sw02、公式、公式1、特點(diǎn)、特點(diǎn):溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償二、雙室平衡容器二、雙室平衡容器 由上式易看出：(1) 輸出的信號(hào)差壓與高度差成負(fù)線性關(guān)系(

26、壓力不變時(shí))。(2) 汽包壓力變化時(shí)，輸出仍受壓力的影響(水位不變時(shí))。(3) 不同水位時(shí)壓力影響所產(chǎn)生的誤差是不同的，在不變的情況下，汽包壓力的變化所產(chǎn)生的輸出誤差為gHHLswp)(0誤差原因誤差原因: :汽包壓力的變化汽包壓力的變化例例8-18-13、誤差原因、誤差原因0()()wspLHHg 4、差壓水位的壓力校正1）、結(jié)構(gòu)補(bǔ)償 原理：固定水柱的段管稱為補(bǔ)償管段，它的長(zhǎng)度是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)而確定的。由于補(bǔ)償管段的補(bǔ)償，大大減小了壓力變化對(duì)平衡容器的輸出的影響。2）、公式校正原理：校正計(jì)算的實(shí)質(zhì)就是對(duì)平衡容器的輸出壓差，在計(jì)算水位時(shí)使用實(shí)際壓力下的汽水密度，而不是額定壓力下的密度。液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)

27、應(yīng)用實(shí)例液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 以砂漿現(xiàn)場(chǎng)為例，桶槽液位的測(cè)量多選用法蘭式差壓變送器-EJA210A，測(cè)量密閉式容器多選用差壓變送器-EJA110A.開放式溝槽選用超聲波液位計(jì)VEGASON62系列。液位計(jì)的運(yùn)輸及安裝注意事項(xiàng) 在運(yùn)輸及存儲(chǔ)過程中確保高壓側(cè)法蘭膜片和低壓側(cè)測(cè)量端的完整性及密封性，避免測(cè)量元件被傷害到。液位計(jì)的運(yùn)輸及安裝注意事項(xiàng) 安裝時(shí)選用的墊片要比膜片的直徑大一些，避免因膜片擠壓造成的測(cè)量誤差。液位計(jì)的運(yùn)輸及安裝注意事項(xiàng) 當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為液體時(shí)短管需向下傾斜至少1/10的角度，避免氣泡在短管內(nèi)聚集，影響測(cè)量精度，且易產(chǎn)生氣爆。液位計(jì)的運(yùn)輸及安裝注意事項(xiàng) 安裝測(cè)量短管時(shí)需有一定的角度。

28、當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為氣體時(shí)短管需向上傾斜至少1/10的角度，避免冷凝水及其他凝結(jié)物阻塞膜片，影響測(cè)量精度。液位計(jì)的運(yùn)輸及安裝注意事項(xiàng) 若因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素，無法在現(xiàn)場(chǎng)看到儀表的顯示，可將變送器部分旋轉(zhuǎn)90度，注：最多不可超過180度。液位計(jì)的接線、接地及電磁屏蔽 EJA210A為2線制儀表，24VDC輸入，420mA輸出，接線如右圖所示。液位計(jì)的接線、接地及電磁屏蔽 液位計(jì)的信號(hào)電纜需用屏蔽電纜，接線盒內(nèi)和變送器表面各有1個(gè)接地端子，確保至少1個(gè)接地良好，接地電阻要在10歐以下。故障故障問題和措施問題和措施1手持器不能手持器不能找到儀表，找到儀表，檢查回路負(fù)檢查回路負(fù)載電阻載電阻 ，大，大小應(yīng)在小應(yīng)在25

29、0600之間。之間。故障故障問題和措施問題和措施2一次元件一次元件（遠(yuǎn)傳測(cè)量（遠(yuǎn)傳測(cè)量接頭）堵塞接頭）堵塞或安裝形式或安裝形式不對(duì)，取壓不對(duì)，取壓點(diǎn)不合理等。點(diǎn)不合理等。TXDrain ValveDrain PlugTap ValveSeal Liquid must be heavier than Process LiquidFill PlugIf the liquid is highly corrosive liquid, its better to use seal liquid法蘭式壓力變送器法蘭式壓力變送器 法蘭式差壓變送器的法蘭直接與容器上的法蘭相連接，作為敏感元件的測(cè)量頭（金屬膜盒

30、）經(jīng)毛細(xì)管與變送器的測(cè)量室相通。在膜盒、毛細(xì)管和測(cè)量室所組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)充有硅油，作為傳壓介質(zhì)，毛細(xì)管外套以金屬蛇皮管保護(hù)，法蘭測(cè)頭的結(jié)構(gòu)形式分為平法蘭平法蘭和插入式插入式法蘭兩種。1-毛細(xì)管 2-變送器 3-平法蘭測(cè)量頭 4-插入式法蘭測(cè)量頭 法蘭式差壓變送器適宜于測(cè)量腐蝕性腐蝕性、結(jié)晶結(jié)晶性性、粘稠性粘稠性和含有懸浮物含有懸浮物的液體的液位和界位測(cè)量。 法蘭式差壓變送器缺點(diǎn)缺點(diǎn)：比普通的差壓變送器貴貴，而且有的毛細(xì)管內(nèi)的充灌液充灌液很容易滲漏掉。反應(yīng)比普通的差壓變送器遲緩遲緩，特別是天冷的時(shí)候，儀表的靈敏度更低。法蘭式液位計(jì)的測(cè)量范圍還受毛細(xì)管長(zhǎng)度的限制。因此，使用哪一種液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量，要

31、視具體的情況而定。引壓導(dǎo)管易被腐蝕或堵塞，影響測(cè)量精度，應(yīng)用法蘭式壓力（差壓）變送器。敏感元件為金屬膜盒，它直接與被測(cè)介質(zhì)接觸，省去引壓導(dǎo)管，從而克服導(dǎo)管的腐蝕和阻塞問題。膜盒經(jīng)毛細(xì)管與變送器的測(cè)量室相通，它們所組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)充以硅油，作為傳壓介質(zhì)。為了毛細(xì)管經(jīng)久耐用，其外部均套有金屬蛇皮保護(hù)管。對(duì)于具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及粘度大、易凝固的介質(zhì)如圖所示，雙法蘭變送器測(cè)量容器液位時(shí)三種安裝位置：（1）變送器在兩個(gè)安裝法蘭下面圖a；（2）變送器在兩個(gè)安裝法蘭中間圖b；（3）變送器在兩個(gè)安裝法蘭上面圖c。 請(qǐng)說明變送器在這三種位置時(shí)的量程和遷移量是否一樣。設(shè)變送器至容器下法蘭距離為H ，上法蘭

32、的距離為H ，兩個(gè)法蘭距離為H 。 （1）法蘭變送器的零點(diǎn)正遷移是指輸入為正壓力時(shí)的零點(diǎn)調(diào)整。 （2）當(dāng)用單法蘭變送器測(cè)量開口容器液位時(shí)，變送器要進(jìn)行零點(diǎn)的正遷移調(diào)整。 （3）當(dāng)用雙蘭變送器測(cè)量閉口容器的液位時(shí)，變送器要進(jìn)行零點(diǎn)的負(fù)遷移調(diào)整。 答（1） ;（2） ;（3）判斷：判斷：因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?當(dāng)法蘭變送器輸入正壓力（差壓）時(shí)，輸出大于4mA DC,故要用正遷移將輸出信號(hào)在下調(diào)至4mA DC。 當(dāng)用單法蘭變送器測(cè)量開口容器液位時(shí)，如果變送器安裝位置高于容器的最低液位時(shí)，則用零點(diǎn)負(fù)遷移進(jìn)行調(diào)整;如果低于容器的最低液位時(shí)，則要用零點(diǎn)的正遷移進(jìn)行調(diào)整（假設(shè)毛細(xì)管內(nèi)的填充液密度和被測(cè)介質(zhì)的密度相同）

33、 當(dāng)用雙法蘭變送器測(cè)量閉口容器內(nèi)液體的液位時(shí)，不管變送器的安裝置高于、低于丙個(gè)法蘭膜盒，還是在兩個(gè)法蘭膜盒中間，變送器都要進(jìn)行零點(diǎn)的負(fù)遷移調(diào)整。 浮力式液位計(jì) 工作原理：基于液體浮力原理而工作的。 浮力式液位計(jì)分為浮子式和浮筒式液位計(jì)兩種。 優(yōu)點(diǎn)：不容易受到外界環(huán)境的影響；浮子或浮筒直接受浮力推動(dòng)，比較直觀、可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便等。 缺點(diǎn)：由于具有可動(dòng)部件，故容易受摩擦而影響它的靈敏度和增大誤差，而且可動(dòng)部件易被污垢、銹蝕卡死而影響可靠性。另外，由于浮筒或浮子要垂直或橫伸于容器中，故所占空間較大。返本章目錄返本章目錄浮子式液位計(jì)：是一種浮子式液位計(jì)：是一種恒浮力恒浮力式液位計(jì)。式液位計(jì)。（

34、1）鋼絲繩（或鋼帶）式浮子液位計(jì)）鋼絲繩（或鋼帶）式浮子液位計(jì)基本原理：基本原理：通過測(cè)量通過測(cè)量漂浮于被測(cè)液面上的浮子（浮漂浮于被測(cè)液面上的浮子（浮標(biāo)）隨著液面的變化而上下移動(dòng)而產(chǎn)生的位標(biāo)）隨著液面的變化而上下移動(dòng)而產(chǎn)生的位移來檢測(cè)液位高低，其所受浮力的大小一定。移來檢測(cè)液位高低，其所受浮力的大小一定。即檢測(cè)浮子所在位置可知液面高低。即檢測(cè)浮子所在位置可知液面高低。浮子形狀常見有圓盤形、圓柱形和球形等。下面以圓柱形為例浮子形狀常見有圓盤形、圓柱形和球形等。下面以圓柱形為例來來作分析。如圖：作分析。如圖：浮子通過滑輪和繩帶與平衡重錘連接，繩帶的拉力與浮子的重浮子通過滑輪和繩帶與平衡重錘連接，繩

35、帶的拉力與浮子的重量量及浮力相平衡，以維持浮子處于平衡狀態(tài)而漂在液面上，平衡重錘及浮力相平衡，以維持浮子處于平衡狀態(tài)而漂在液面上，平衡重錘位位置即反映浮子的位置，從而測(cè)知液位。置即反映浮子的位置，從而測(cè)知液位。1 浮子式液位計(jì)基本原理：基本原理：理想情況下，浮子浸入液體的高度理想情況下，浮子浸入液體的高度h是不變的，將來液位變化是不變的，將來液位變化時(shí)，浮子隨液位上、下移動(dòng)，通過滑輪使懸錘上、下移動(dòng)，指時(shí)，浮子隨液位上、下移動(dòng)，通過滑輪使懸錘上、下移動(dòng)，指示液位高低。示液位高低。ghDFdD42浮子所受浮力為：液體密度為浮子浸入液體高度為設(shè)園柱形浮子外徑為浮子式液位計(jì)浮子式液位計(jì) 翻板由極薄的

36、導(dǎo)磁金屬制成，每片寬10mm，垂直排列，并各自能繞框架上的小軸旋轉(zhuǎn)。翻板的一面涂有紅漆，另一面涂銀灰漆。 （2 2）磁翻板式液位計(jì)）磁翻板式液位計(jì)磁翻板磁翻板液位計(jì)液位計(jì)的工作原理的工作原理：磁翻板液位計(jì)有一容納浮球的腔體我們稱其為主體管或外殼，它通過法蘭或其他接口與容器組成一個(gè)連通器；這樣它腔體內(nèi)的液面與容器內(nèi)的液面是相同高度的，所以腔體內(nèi)的浮球會(huì)隨著容器內(nèi)液面的升降而升降；這時(shí)候我們并不能看到液位，所以我們?cè)谇惑w的外面裝了一個(gè)翻柱顯示器，因?yàn)槲覀冊(cè)谥圃旄∏驎r(shí)在浮球沉入液體與浮出部分的交界處安裝了磁鋼，它與浮球隨液面升降時(shí)，它的磁性透過外殼傳遞給翻柱顯示器，推動(dòng)磁翻柱翻轉(zhuǎn)180；由于磁翻柱是

37、有紅、白兩個(gè)半圓柱合成的圓柱體，所以翻轉(zhuǎn)180后朝向翻柱顯示器外的會(huì)改變顏色（液面以下紅色、以上白色），兩色交界處即是液面的高度。 控制型液位計(jì)是在磁翻板液位計(jì)的基礎(chǔ)上增加了磁控開關(guān)，在監(jiān)測(cè)液位的同時(shí)磁控開關(guān)信號(hào)可用于對(duì)液位進(jìn)行控制或報(bào)警；遠(yuǎn)傳型是在磁翻板液位計(jì)的基礎(chǔ)上增加了420mA 變送傳感器，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)液位的同時(shí)將液位的變化通過變送傳感器、線纜及儀表傳到控制室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。磁浮子隨著液位變化時(shí)在測(cè)量筒內(nèi)做相應(yīng)的磁浮子隨著液位變化時(shí)在測(cè)量筒內(nèi)做相應(yīng)的位置變化，同時(shí)通過磁耦合作用推動(dòng)磁翻柱位置變化，同時(shí)通過磁耦合作用推動(dòng)磁翻柱做做180度翻轉(zhuǎn)，翻柱顏色分界面就是實(shí)際液度翻轉(zhuǎn)，翻柱顏色

38、分界面就是實(shí)際液位，并且同時(shí)吸引干簧管的觸點(diǎn)動(dòng)作，進(jìn)而位，并且同時(shí)吸引干簧管的觸點(diǎn)動(dòng)作，進(jìn)而改變了干簧管的阻值，之后輸出一個(gè)和阻值改變了干簧管的阻值，之后輸出一個(gè)和阻值具有比例關(guān)系的具有比例關(guān)系的4-20mA的電流來給顯示儀表的電流來給顯示儀表。翻板式液位計(jì)工作原理動(dòng)畫演示翻板式液位計(jì)工作原理動(dòng)畫演示磁翻板液位計(jì)為接觸式測(cè)量，測(cè)量時(shí)要考慮接液材磁翻板液位計(jì)為接觸式測(cè)量，測(cè)量時(shí)要考慮接液材質(zhì)問題。你這種介質(zhì)一定要用防腐的，如果不需要質(zhì)問題。你這種介質(zhì)一定要用防腐的，如果不需要遠(yuǎn)傳的話是不需要供電，但是要遠(yuǎn)傳的話也是需要遠(yuǎn)傳的話是不需要供電，但是要遠(yuǎn)傳的話也是需要電源的。電源的。 安裝么一般都是法

39、蘭對(duì)接，如果現(xiàn)場(chǎng)條件安裝么一般都是法蘭對(duì)接，如果現(xiàn)場(chǎng)條件允許的話也不是太麻煩，他的最大優(yōu)點(diǎn)就是看著直允許的話也不是太麻煩，他的最大優(yōu)點(diǎn)就是看著直觀，另外一些揮發(fā)性特別強(qiáng)的介質(zhì)，超聲波不適合觀，另外一些揮發(fā)性特別強(qiáng)的介質(zhì)，超聲波不適合用的用的 ，用磁翻板就比較合適！，用磁翻板就比較合適！ 還有一些需要防爆還有一些需要防爆測(cè)量的介質(zhì)，用磁翻板也不錯(cuò)！測(cè)量的介質(zhì)，用磁翻板也不錯(cuò)！ 特點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，可以用于腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境。一、測(cè)量筒材質(zhì)一、測(cè)量筒材質(zhì)PVC材質(zhì)：用于弱酸堿環(huán)境中。PP，PPR材質(zhì)：用于中性腐蝕環(huán)境。不銹鋼材質(zhì)：用于強(qiáng)酸堿環(huán)境。二、浮子二、浮子 鈦材：比重輕，剛性好，工作

40、壓力40KG，實(shí)驗(yàn)壓力60KG。 不銹鋼（304）材質(zhì)：用于常溫常壓下。 不銹鋼（316）材質(zhì)：用于弱酸堿環(huán)境。 注意：浮子方向?yàn)橹囟讼蛏?，露出液?0-50mm。三、翻柱三、翻柱 常溫的材料為塑料材質(zhì)，用于介質(zhì)溫度為80以內(nèi)環(huán)境下。 中溫的材料是特殊塑料，用于介質(zhì)溫度-20-130環(huán)境下。 高溫的材料是陶瓷材質(zhì)，用于300 介質(zhì)溫度環(huán)境下。四、變送輸出單元四、變送輸出單元 采用4-20mA輸出，抗干擾能力強(qiáng)，抗衰減。 內(nèi)部裝設(shè)有相應(yīng)量程的干簧管，干簧管的動(dòng)靜觸頭是鐵材質(zhì)的。 零點(diǎn)位于下法蘭中心處。 側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)側(cè)裝式磁翻板液位計(jì) (安裝、使用、清洗注意事項(xiàng)安裝、使用、清洗注意事項(xiàng)) 1

41、、為防止運(yùn)輸途中磁性浮子在主導(dǎo)管內(nèi)高速、為防止運(yùn)輸途中磁性浮子在主導(dǎo)管內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)而被撞擊，液位計(jì)出廠前，用卡絲將磁性浮運(yùn)動(dòng)而被撞擊，液位計(jì)出廠前，用卡絲將磁性浮子固定在下引液管處，用戶在安裝使用前應(yīng)先抽子固定在下引液管處，用戶在安裝使用前應(yīng)先抽去卡絲方能安裝。去卡絲方能安裝。 2、液位計(jì)液位計(jì)安裝必須垂直，以保證磁性浮子安裝必須垂直，以保證磁性浮子在主導(dǎo)管內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)自如。在主導(dǎo)管內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)自如。 3、液位計(jì)與容器之間應(yīng)裝有截止閥，以便、液位計(jì)與容器之間應(yīng)裝有截止閥，以便清洗和檢修時(shí)切斷物料。清洗和檢修時(shí)切斷物料。 4、液位計(jì)筒體周圍不容許有導(dǎo)磁體靠近，否、液位計(jì)筒體周圍不容許有導(dǎo)磁體靠近，否則

42、會(huì)直接影響液位計(jì)正常工作。則會(huì)直接影響液位計(jì)正常工作。 5、液位計(jì)安裝完畢后，需用磁鋼進(jìn)行校正。、液位計(jì)安裝完畢后，需用磁鋼進(jìn)行校正。對(duì)磁翻柱導(dǎo)引一次，使零位以下顯示紅色，零對(duì)磁翻柱導(dǎo)引一次，使零位以下顯示紅色，零位以上顯示白色。位以上顯示白色。 6、液位計(jì)投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先打開上引液管閥、液位計(jì)投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先打開上引液管閥門，然后慢慢開啟下引液管閥門，讓液體介質(zhì)門，然后慢慢開啟下引液管閥門，讓液體介質(zhì)平穩(wěn)地進(jìn)入主導(dǎo)管，避免液體介質(zhì)帶著浮子急平穩(wěn)地進(jìn)入主導(dǎo)管，避免液體介質(zhì)帶著浮子急速上升，造成磁翻柱翻轉(zhuǎn)失靈或翻亂速上升，造成磁翻柱翻轉(zhuǎn)失靈或翻亂(若遇此現(xiàn)若遇此現(xiàn)象，可用磁鋼重新校正象，可用磁鋼

43、重新校正)。 7、打開底法蘭盲板、裝入磁性浮子時(shí)，應(yīng)、打開底法蘭盲板、裝入磁性浮子時(shí)，應(yīng)注意重端帶磁性一端向上，不能倒裝注意重端帶磁性一端向上，不能倒裝!8、液位計(jì)筒體內(nèi)不應(yīng)有固體雜質(zhì)和磁雜質(zhì)、液位計(jì)筒體內(nèi)不應(yīng)有固體雜質(zhì)和磁雜質(zhì)進(jìn)入，以免對(duì)浮子造成卡阻及減弱浮力。進(jìn)入，以免對(duì)浮子造成卡阻及減弱浮力。 9、根據(jù)介質(zhì)情況，可定期打開排污閥清洗、根據(jù)介質(zhì)情況，可定期打開排污閥清洗主導(dǎo)管，清除管內(nèi)沉積物質(zhì)。主導(dǎo)管，清除管內(nèi)沉積物質(zhì)。 磁翻板液位計(jì)出現(xiàn)紅白相間的原因是什磁翻板液位計(jì)出現(xiàn)紅白相間的原因是什么么?如何處理如何處理？ 翻板有磁鐵,利用液位升降時(shí),浮子磁鐵與翻板磁鐵同極相斥,異極相吸原理測(cè)量.當(dāng)

44、紅白相間時(shí),主要原因是液位升降太快未來得及翻轉(zhuǎn)或外界干擾.處理方法是用磁鐵靠近磁條上下移動(dòng)取順即可。2 2、浮筒式液位計(jì)、浮筒式液位計(jì) 浮筒式液位計(jì)的浮筒式液位計(jì)的檢測(cè)元件是浸沒于液體中的檢測(cè)元件是浸沒于液體中的浮筒浮筒。浮筒所受浮力隨位移發(fā)生變化浮筒所受浮力隨位移發(fā)生變化。此浮力變。此浮力變化再以力或位移變化的形式，帶動(dòng)電動(dòng)或氣動(dòng)元化再以力或位移變化的形式，帶動(dòng)電動(dòng)或氣動(dòng)元件發(fā)出信號(hào)給顯示儀表以顯示液位，也可以實(shí)現(xiàn)件發(fā)出信號(hào)給顯示儀表以顯示液位，也可以實(shí)現(xiàn)液位的報(bào)警或調(diào)節(jié)。液位的報(bào)警或調(diào)節(jié)。這種液位計(jì)主要由這種液位計(jì)主要由變送器和顯示儀表變送器和顯示儀表兩部分組兩部分組成。成。浮筒的長(zhǎng)度就是

45、儀表的量程，一般為浮筒的長(zhǎng)度就是儀表的量程，一般為3003002000mm2000mm。2、浮筒式液位計(jì)：是一種、浮筒式液位計(jì)：是一種變浮力變浮力式液位計(jì)。式液位計(jì)。（1）帶有差動(dòng)變壓器的浮筒式液位計(jì)）帶有差動(dòng)變壓器的浮筒式液位計(jì). .原理圖：原理圖：結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：圓柱形的檢測(cè)元件的浮筒部分沉浸于圓柱形的檢測(cè)元件的浮筒部分沉浸于液體中，由彈簧懸掛，彈簧下端固定，上端受浮液體中，由彈簧懸掛，彈簧下端固定，上端受浮筒重力而拉伸。筒重力而拉伸。. .基本原理：基本原理：利用浮筒（敏感元件）由于被液體浸沒高度利用浮筒（敏感元件）由于被液體浸沒高度不同，以至所受浮力不同來檢測(cè)液位。不同，以至所受浮力不同來

46、檢測(cè)液位。 適用范圍適用范圍： 適用于測(cè)量范圍在200mm以內(nèi)，密度在0.51.5g/cm3的液體液面液面連續(xù)測(cè)量 測(cè)量范圍在1200mm以內(nèi)，密度差為0.10.5g/cm3的液體界面界面的連續(xù)測(cè)量。 真空對(duì)象真空對(duì)象、易汽化的液體易汽化的液體宜選用浮筒式儀表。投入式靜壓液位計(jì)投入式靜壓液位計(jì)投入式靜壓液位計(jì)是一種測(cè)量液位的壓力傳投入式靜壓液位計(jì)是一種測(cè)量液位的壓力傳感器，是基于所測(cè)液體靜壓與該液體的高度感器，是基于所測(cè)液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用隔離型擴(kuò)散硅敏感元件成比例的原理，采用隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電

47、信號(hào)，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化電信號(hào)，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為420mA）。）。 工作原理工作原理： 用靜壓測(cè)量原理用靜壓測(cè)量原理 當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為：度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為： = .g.H + Po 式中： P ：變送器迎液面所受壓力：變送器迎液面所受壓力 ：被測(cè)液體密度：被測(cè)液體密度 g ：當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋寒?dāng)?shù)刂亓铀俣?Po ：液面上大氣壓：液面上大氣壓 H ：變送器投入液體的深度：變送器投入液體的深度 同時(shí)，通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入同

48、時(shí)，通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的的 Po ，使傳感器測(cè)得壓力為：，使傳感器測(cè)得壓力為： .g.H ，顯，顯然然 , 通過測(cè)取壓力通過測(cè)取壓力 P ，可以得到液位深度。，可以得到液位深度。 電容式物位計(jì)電容式物位計(jì) 電容物位計(jì)：將物位物位的變化轉(zhuǎn)換成電容量電容量的變化來進(jìn)行物位測(cè)量的儀表。 組成組成：傳感器、電容檢測(cè)兩大部分。 電容式物位計(jì)適用于適用于各種導(dǎo)電導(dǎo)電、非導(dǎo)電液體非導(dǎo)電液體的液位或粉狀料位的遠(yuǎn)距離連續(xù)測(cè)量和指示，也可以和電動(dòng)單

49、元組合儀表配套使用，以實(shí)現(xiàn)液位或料位的自動(dòng)記錄、控制和調(diào)節(jié)。由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有可動(dòng)部分，因此應(yīng)用范圍較廣。返本章目錄返本章目錄1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：如圖，如圖， 兩個(gè)同軸圓筒電極組成的電容器。兩個(gè)同軸圓筒電極組成的電容器。2、原理：、原理：基于圓筒形電容器的基于圓筒形電容器的電容值隨物位而變化電容值隨物位而變化。當(dāng)液位變化，園筒形電極一部份被物料浸沒，浸沒深度當(dāng)液位變化，園筒形電極一部份被物料浸沒，浸沒深度H， 極板間存在兩種介質(zhì)的介電常數(shù)極板間存在兩種介質(zhì)的介電常數(shù)1 1 (原設(shè)有中間介質(zhì)介電常數(shù)原設(shè)有中間介質(zhì)介電常數(shù))、2 2 (被測(cè)物料的介電常數(shù)被測(cè)物料的介電常數(shù)) ,將引起電容量的變化

50、。將引起電容量的變化。)/ln(2:101dDLCdDL電容量極板間介電常數(shù)同軸園筒外內(nèi)電極直徑極板長(zhǎng)度)/ln(2)/ln()(2:2121dDHdDHLCCC新的電容量測(cè)量原理：測(cè)量原理：利用電容傳感器兩電極的覆蓋面積隨被測(cè)液體液位的變化而變化，從而引起電容量變化的關(guān)系進(jìn)行液位測(cè)量。圓柱形電容器HSC，即H=f(C)當(dāng)液位=時(shí)，不銹鋼棒與容器間存在分布電容，電容量為式中0 聚四氟乙烯套管、容器內(nèi)氣體的等效介電常數(shù)，F(xiàn)/m;液位測(cè)量范圍（可變電容器兩電極的最大覆蓋長(zhǎng)度），；0容器內(nèi)徑，；不銹鋼棒直徑，。當(dāng)液位高度為 時(shí)，電容器的電容量 為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，；聚四氟乙烯套管外徑，。電容變化

51、量 為D0D，且0CdDH2ln適用于電導(dǎo)率不小于10-2 S/m的液體；被測(cè)液體黏度不能大，防止形成虛假液位；底部約有10 的非測(cè)量區(qū)非導(dǎo)電介質(zhì)用電容式物位計(jì)若被測(cè)介質(zhì)是粘性非導(dǎo)電液體，其測(cè)量結(jié)果也會(huì)受到虛假液位虛假液位的影響，但一般很小，可以忽略忽略。HKdDHCCCi00)/ln()(2返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄 固體物料用電容式物位計(jì) 因?yàn)楣腆w摩擦較大，容易“滯留”，所以一般不用雙層式電極。對(duì)于非導(dǎo)電固體料位，可采用以電極棒電極棒和容器容器壁壁為兩電極、以被測(cè)物料作為電介質(zhì)的電容器來測(cè)量。如果容器為圓筒形，電容變化量為 對(duì)于像鋼筋水泥料倉(cāng)的料位測(cè)量，用鋼絲繩鋼絲繩及倉(cāng)庫(kù)鋼

52、倉(cāng)庫(kù)鋼筋筋作為容器的兩極，以測(cè)量非導(dǎo)電物料的料位。鋼絲繩對(duì)地及鋼筋用絕緣材料加以絕緣。HKdDHCCCi00)/ln()(2返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄電容式物位計(jì)大致可分成三種工作方式。 圖圖 （a）適用于立）適用于立式圓筒形導(dǎo)電容器，式圓筒形導(dǎo)電容器，非導(dǎo)電液體或固體非導(dǎo)電液體或固體粉末的物位測(cè)量。粉末的物位測(cè)量。 在這種應(yīng)用中，器在這種應(yīng)用中，器壁為電容的外電極，壁為電容的外電極，沿軸線插入金屬棒，沿軸線插入金屬棒，作為內(nèi)電極。作為內(nèi)電極。 總電容由上部空氣總電容由上部空氣電容和下部物料電電容和下部物料電容構(gòu)成。容構(gòu)成。圖圖 （b）適用于非金屬）適用于非金屬容器，物料為非導(dǎo)電

53、性容器，物料為非導(dǎo)電性液體的液位的測(cè)量。液體的液位的測(cè)量。中心棒狀電極的外面套中心棒狀電極的外面套有同軸金屬筒，通過絕有同軸金屬筒，通過絕緣支架固定，金屬筒的緣支架固定，金屬筒的上下開口，使筒內(nèi)外的上下開口，使筒內(nèi)外的液位相同。液位相同。中央圓棒與金屬套筒構(gòu)中央圓棒與金屬套筒構(gòu)成兩個(gè)電極，電容介質(zhì)成兩個(gè)電極，電容介質(zhì)為氣體和液體物料。這為氣體和液體物料。這樣電容與容器的形狀無樣電容與容器的形狀無關(guān)，只取決于液位的高關(guān)，只取決于液位的高低。低。圖圖 （c）適用立式圓筒）適用立式圓筒形導(dǎo)電容器，且物料形導(dǎo)電容器，且物料為導(dǎo)電性液體的液位為導(dǎo)電性液體的液位測(cè)量。測(cè)量。中央圓棒電極包有絕中央圓棒電極包

54、有絕緣材料，作為介質(zhì)，緣材料，作為介質(zhì)，導(dǎo)電液體和容器壁共導(dǎo)電液體和容器壁共同作為外電級(jí)。同作為外電級(jí)?？傠娙萦山^緣材料介總電容由絕緣材料介電常數(shù)和液位高度構(gòu)電常數(shù)和液位高度構(gòu)成。成。通過分析傳輸電流的波動(dòng)方通過分析傳輸電流的波動(dòng)方程，得（程，得（射頻導(dǎo)納定理射頻導(dǎo)納定理）：）：ggCR11ggZRj C掛料的等效阻抗為：掛料的等效阻抗為：),.2 , 1(24nkkt當(dāng)：當(dāng)：進(jìn)行測(cè)量。進(jìn)行測(cè)量。ggCR1電容式物位計(jì)在使用時(shí)主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：電容式物位計(jì)在使用時(shí)主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：電極必須垂直安裝，安裝前要校直。注意不要把電極安裝在管口、孔、凹坑等里面，以防止介質(zhì)停留而造成誤動(dòng)作。儀表的同

55、軸電纜芯線不允許進(jìn)水，必須嚴(yán)格予以注意。同軸電纜不許切斷或加長(zhǎng)，因?yàn)樵谛ｒ?yàn)中已計(jì)入初始電容量，否則將影響零點(diǎn)和整個(gè)線性。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)改變后，需重新調(diào)整儀表。當(dāng)周圍溫度與調(diào)整時(shí)的溫度偏離過大時(shí)，則必須重新調(diào)整儀表。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄電容式物位計(jì)特點(diǎn)：電容式物位計(jì)特點(diǎn)：電容式物位計(jì)可測(cè)量液位、粉狀料位、也可測(cè)電容式物位計(jì)可測(cè)量液位、粉狀料位、也可測(cè)界位，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝要求低等特點(diǎn)。界位，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝要求低等特點(diǎn)。但當(dāng)被測(cè)介質(zhì)粘度較大時(shí)，液位下降后，電極但當(dāng)被測(cè)介質(zhì)粘度較大時(shí)，液位下降后，電極表面仍會(huì)粘附一層被測(cè)介質(zhì)，從而造成虛假液表面仍會(huì)粘附一層被測(cè)介質(zhì)，從而造成虛假液位示值，嚴(yán)重影響測(cè)量精度。位示值，嚴(yán)重影響測(cè)量精度。被測(cè)介質(zhì)的溫度、濕度等變化都能影響測(cè)量精被測(cè)介質(zhì)的溫度、濕度等變化都能影響測(cè)量精度，當(dāng)精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用修正措施。度，當(dāng)精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用修正措施。電容式物位計(jì)一般不受真空、壓力、溫度電容式物位計(jì)一般不受真空、壓力、溫度等環(huán)境條件的影響；安裝方便，結(jié)構(gòu)牢固，等環(huán)境條件的影響；安裝方便，結(jié)構(gòu)牢固，易維修；價(jià)格較低。易維修；價(jià)格較低。不適合于以下介質(zhì)：如介