第7章 物位檢測(cè)技術(shù) 2

1、南京林業(yè)大學(xué)南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院任課教師任課教師：許林云許林云 2第七章第七章 物位檢測(cè)技術(shù)物位檢測(cè)技術(shù)7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法7.3 7.3 相界面的檢測(cè)相界面的檢測(cè)7.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法v直接檢測(cè)直接檢測(cè)v間接檢測(cè)間接檢測(cè) 更常用更常用 即將液位信號(hào)轉(zhuǎn)化為其它相關(guān)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量即將液位信號(hào)轉(zhuǎn)化為其它相關(guān)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量 壓力法、浮力法、電學(xué)法、熱學(xué)法等壓力法、浮力法、電學(xué)法、熱學(xué)法等7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 3v7.1.1 7.1.1 直接測(cè)量法直接測(cè)量法連通器原理連通器原理 觀察管，標(biāo)尺觀察管，標(biāo)尺 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，成本低，安全優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，

2、成本低，安全 缺點(diǎn)：不利于遠(yuǎn)傳，讀數(shù)誤差缺點(diǎn)：不利于遠(yuǎn)傳，讀數(shù)誤差7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 4 玻璃管液位計(jì)玻璃管液位計(jì) 壓力表式液位計(jì)壓力表式液位計(jì) 法蘭式液位變送器法蘭式液位變送器 吹氣式液位計(jì)吹氣式液位計(jì) ( (每分鐘每分鐘150150個(gè)氣泡個(gè)氣泡) )v7.1.2 7.1.2 壓力法壓力法 依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測(cè)量。依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測(cè)量。 常壓開(kāi)口容器液位高度常壓開(kāi)口容器液位高度H與液體靜壓力與液體靜壓力P之間關(guān)系：之間關(guān)系：7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 5gPHv差壓法差壓法7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 6出差壓式液位計(jì)測(cè)量

3、原理出差壓式液位計(jì)測(cè)量原理v7.1.3 7.1.3 浮力法浮力法 基本原理：力平衡原理?；驹恚毫ζ胶庠?。 借助浮子借助浮子浮子式液位計(jì)浮子式液位計(jì) 液位高度變化液位高度變化 浮子位置變化浮子位置變化 液位變化液位變化 浮子式液位計(jì)浮子式液位計(jì)按浮子形狀不同可分為：按浮子形狀不同可分為： 浮子式浮子式、浮筒式浮筒式等等 按機(jī)構(gòu)不同可分為：按機(jī)構(gòu)不同可分為： 鋼帶式鋼帶式、杠桿式杠桿式等等7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 7v 1 1、鋼帶浮子式液位計(jì)、鋼帶浮子式液位計(jì)7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 8直讀式鋼帶浮子式液位計(jì)直讀式鋼帶浮子式液位計(jì)24DgFH靈敏度：靈敏度：

4、7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 9采用光電編碼器進(jìn)行位移測(cè)量采用光電編碼器進(jìn)行位移測(cè)量v 2 2、浮筒式液位計(jì)、浮筒式液位計(jì)液位變化液位變化浮筒浸沒(méi)體積變化浮筒浸沒(méi)體積變化浮力變化浮力變化7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 10 浮筒式液位計(jì)浮筒式液位計(jì)GgAHkxxgAkH)1 (液位高度變化與彈簧變形量成正比液位高度變化與彈簧變形量成正比 GxHHgAxxk)()(v7.1.4 7.1.4 電學(xué)法電學(xué)法按工作原理可分為按工作原理可分為電阻式電阻式、電感式電感式和和電容式電容式。電學(xué)法測(cè)量無(wú)摩擦件和可動(dòng)部件，信號(hào)轉(zhuǎn)換、傳送方電學(xué)法測(cè)量無(wú)摩擦件和可動(dòng)部件，信號(hào)轉(zhuǎn)換、傳送方便，便

5、于遠(yuǎn)傳，工作可靠，且輸出可轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電便，便于遠(yuǎn)傳，工作可靠，且輸出可轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)。信號(hào)。與電動(dòng)單元組合儀表配合使用，可方便地實(shí)現(xiàn)液位的與電動(dòng)單元組合儀表配合使用，可方便地實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制。自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制。 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 11v 1 1、電阻式液位計(jì)、電阻式液位計(jì) 基本原理基本原理：液位變化：液位變化電極間電阻變化電極間電阻變化 定點(diǎn)液位控制；定點(diǎn)液位控制； 液位連續(xù)測(cè)量；液位連續(xù)測(cè)量；7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 127.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 13連續(xù)測(cè)量的電阻式液位計(jì)連續(xù)測(cè)量的電阻式液位計(jì)hH兩根電極是材料、截

6、面積相同兩根電極是材料、截面積相同且具有大電阻率的電阻棒，兩且具有大電阻率的電阻棒，兩端固定并與容器絕緣。整個(gè)端固定并與容器絕緣。整個(gè)傳傳感器電阻感器電阻為：為：hKKhAHAhHAR21222電阻棒表面生銹，極化，液體腐蝕會(huì)影響測(cè)量精度電阻棒表面生銹，極化，液體腐蝕會(huì)影響測(cè)量精度v 2 2、電感式液位計(jì)、電感式液位計(jì) 基本原理基本原理：液位變化：液位變化線圈電感變化線圈電感變化感應(yīng)電流變化感應(yīng)電流變化 定點(diǎn)液位控制；定點(diǎn)液位控制； 液位連續(xù)測(cè)量；液位連續(xù)測(cè)量；7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 14 電感式液位控制器電感式液位控制器1 1、3-3-上下限線圈；上下限線圈； 2-2-導(dǎo)磁

7、性浮子導(dǎo)磁性浮子 浮子和介質(zhì)接觸，不適宜測(cè)量容易結(jié)浮子和介質(zhì)接觸，不適宜測(cè)量容易結(jié)垢，腐蝕性強(qiáng)的液體垢，腐蝕性強(qiáng)的液體 v 3 3、電容式液位計(jì)、電容式液位計(jì) 基本原理基本原理：液位高低變化：液位高低變化 電容器電容量變化電容器電容量變化 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式：平極板式、同心圓柱式等：平極板式、同心圓柱式等 適用范圍廣泛適用范圍廣泛：對(duì)介質(zhì)本身性質(zhì)的要求不象其它方法那樣嚴(yán)格；對(duì)介質(zhì)本身性質(zhì)的要求不象其它方法那樣嚴(yán)格；測(cè)量有傾斜晃動(dòng)及高速運(yùn)動(dòng)的容器的液位測(cè)量有傾斜晃動(dòng)及高速運(yùn)動(dòng)的容器的液位定點(diǎn)液位控制；定點(diǎn)液位控制；液位連續(xù)測(cè)量；液位連續(xù)測(cè)量；7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 15v （1

8、1）檢測(cè)原理）檢測(cè)原理 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 16同心圓柱式電容器同心圓柱式電容器液位變化液位變化介電常數(shù)變化介電常數(shù)變化電容量變化。電容量變化。dDLCln2v （2 2）單電極電容液位計(jì)）單電極電容液位計(jì) 用來(lái)測(cè)量用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)導(dǎo)電介質(zhì)的。的。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 17 單電極電容液位計(jì)單電極電容液位計(jì)當(dāng)容器內(nèi)有液體時(shí)當(dāng)容器內(nèi)有液體時(shí)v 有液體部分有液體部分由內(nèi)電極與導(dǎo)電由內(nèi)電極與導(dǎo)電液體組成電容器，絕緣體作液體組成電容器，絕緣體作介電層。介電層。v 無(wú)液體部分無(wú)液體部分內(nèi)電極與容器壁內(nèi)電極與容器壁組成電容器，絕緣體和空氣組成電容器，絕緣體和空氣作

9、介電層：作介電層：7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 18 單電極電容液位計(jì)單電極電容液位計(jì)dDHLdDHC00ln)(2ln2當(dāng)容器內(nèi)沒(méi)有液體時(shí)當(dāng)容器內(nèi)沒(méi)有液體時(shí)7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 19 單電極電容液位計(jì)單電極電容液位計(jì)dDLC000ln2液體為液體為H時(shí)，電容變化量時(shí)，電容變化量HdDCCCxln20dDSln2靈敏度：靈敏度：v （3 3）同軸雙層電極電容式液位計(jì)）同軸雙層電極電容式液位計(jì)7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 20 同軸雙層電極電容式液位計(jì)同軸雙層電極電容式液位計(jì)用于測(cè)量用于測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)非導(dǎo)電介質(zhì)內(nèi)電極和與之絕緣的同軸金屬內(nèi)電極和與之絕緣

10、的同軸金屬套組成電容的兩極。套組成電容的兩極。外電極上開(kāi)有很多流通孔使液外電極上開(kāi)有很多流通孔使液體流入極板間。體流入極板間。當(dāng)容器內(nèi)有液體時(shí)當(dāng)容器內(nèi)有液體時(shí)v 有液體部分有液體部分由液體和絕緣體由液體和絕緣體作介電層。作介電層。v 無(wú)液體部分無(wú)液體部分由絕緣體和空氣由絕緣體和空氣作介電層。作介電層。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 21 同軸雙層電極電容式液位計(jì)同軸雙層電極電容式液位計(jì)HdDCCCxln)(2007.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法22v 特殊安裝形式特殊安裝形式： 大直徑容器或介電系數(shù)較小的介質(zhì)，為增大測(cè)量靈敏度大直徑容器或介電系數(shù)較小的介質(zhì)，為增大測(cè)量靈敏度，

11、使用單電極靠近容器壁安裝，與容器壁構(gòu)成電容器的，使用單電極靠近容器壁安裝，與容器壁構(gòu)成電容器的兩極；兩極； 大型容器或非導(dǎo)電容器內(nèi)裝非導(dǎo)電介質(zhì)，可用兩根不同大型容器或非導(dǎo)電容器內(nèi)裝非導(dǎo)電介質(zhì)，可用兩根不同軸的圓筒電極平行安裝構(gòu)成電容；軸的圓筒電極平行安裝構(gòu)成電容； 極低溫度下的液態(tài)氣體，被測(cè)介質(zhì)介電常數(shù)接近空氣介極低溫度下的液態(tài)氣體，被測(cè)介質(zhì)介電常數(shù)接近空氣介電常數(shù)，一個(gè)電容靈敏度太低?？扇⊥S多層電極結(jié)構(gòu)電常數(shù)，一個(gè)電容靈敏度太低?？扇⊥S多層電極結(jié)構(gòu)，把奇數(shù)層和偶數(shù)層的圓筒分別連接在一起成為兩組電，把奇數(shù)層和偶數(shù)層的圓筒分別連接在一起成為兩組電極，相當(dāng)于多個(gè)電容并聯(lián)。極，相當(dāng)于多個(gè)電容并聯(lián)

12、。v7.1.5 7.1.5 熱學(xué)法熱學(xué)法在冶金行業(yè)中常遇到高溫熔融金屬液位的測(cè)量。在冶金行業(yè)中常遇到高溫熔融金屬液位的測(cè)量。利用高溫熔融液體本身的特性，即利用高溫熔融液體本身的特性，即在空氣和高溫液體在空氣和高溫液體的分界面處溫度場(chǎng)出現(xiàn)突變的特點(diǎn)的分界面處溫度場(chǎng)出現(xiàn)突變的特點(diǎn)，用測(cè)量溫度的方，用測(cè)量溫度的方法間接獲得高溫金屬熔液液位。法間接獲得高溫金屬熔液液位。按溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換原理的不同，分為：按溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換原理的不同，分為： 熱電法熱電法 熱磁感應(yīng)法熱磁感應(yīng)法7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 23v 1 1、熱電法、熱電法 采用熱電偶測(cè)量溫度場(chǎng)采用熱電偶測(cè)量溫度場(chǎng)7.1 7.1 液位檢

13、測(cè)方法液位檢測(cè)方法 24熱電偶測(cè)量高溫金屬熔液液位熱電偶測(cè)量高溫金屬熔液液位溫度溫度- -電勢(shì)分布圖電勢(shì)分布圖 v 熱電偶測(cè)液位是一個(gè)較為粗略的熱電偶測(cè)液位是一個(gè)較為粗略的測(cè)量方法，精度一般不高；而且測(cè)量方法，精度一般不高；而且精度與熱電偶分布、安裝情況有精度與熱電偶分布、安裝情況有關(guān)；關(guān)；v 液位連續(xù)測(cè)量；雖然精度不高，液位連續(xù)測(cè)量；雖然精度不高，但很可靠；在某些應(yīng)用場(chǎng)合中，但很可靠；在某些應(yīng)用場(chǎng)合中，仍是一種很適用的方法。仍是一種很適用的方法。 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 25熱電偶測(cè)量高溫金屬熔液液位熱電偶測(cè)量高溫金屬熔液液位v 2 2、熱磁感應(yīng)法、熱磁感應(yīng)法 也稱也稱熱磁

14、敏法熱磁敏法，類似熱電法，在容器，類似熱電法，在容器外壁上焊上一系列外壁上焊上一系列熱敏磁性材料熱敏磁性材料，對(duì)，對(duì)應(yīng)每個(gè)磁性元件安裝一個(gè)測(cè)量線圈并應(yīng)每個(gè)磁性元件安裝一個(gè)測(cè)量線圈并通以交流電；通以交流電； 金屬熔液液面處溫度場(chǎng)出現(xiàn)變化轉(zhuǎn)換金屬熔液液面處溫度場(chǎng)出現(xiàn)變化轉(zhuǎn)換為電抗（電感）大小的變化。為電抗（電感）大小的變化。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 26v7.1.6 7.1.6 超聲波法超聲波法全反射條件全反射條件：光從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上；光從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上； 入射角等于或大于臨界角。入射角等于或大于臨界角。 利用利用波在介質(zhì)中的傳播特性波在介質(zhì)中的

15、傳播特性：超聲波在由氣體傳：超聲波在由氣體傳 播到液體或固體中，或者由固體、液體傳播到空播到液體或固體中，或者由固體、液體傳播到空 氣中時(shí)，由于介質(zhì)密度相差太大而幾乎全部發(fā)生氣中時(shí)，由于介質(zhì)密度相差太大而幾乎全部發(fā)生 反射。反射。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 27在容器底部或頂部安裝在容器底部或頂部安裝超聲波發(fā)射器超聲波發(fā)射器和和接收器接收器，測(cè)出，測(cè)出超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間差，便可測(cè)出液位高低。超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間差，便可測(cè)出液位高低。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 28 按按探頭的工作方式探頭的工作方式可分：可分：自發(fā)自收的單探頭方式自發(fā)自收的單探頭方式 收發(fā)分

16、開(kāi)的雙探頭方式收發(fā)分開(kāi)的雙探頭方式 按按傳聲介質(zhì)傳聲介質(zhì)可分：可分：氣介式，液介式和固介式氣介式，液介式和固介式7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 29 氣介式氣介式 液介式液介式 固介式固介式單探頭超聲波液位計(jì)單探頭超聲波液位計(jì) 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 30 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)昂貴；：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)昂貴； 傳播介質(zhì)溫度或密度發(fā)生變化，聲速也將發(fā)生變化；傳播介質(zhì)溫度或密度發(fā)生變化，聲速也將發(fā)生變化； 有些物質(zhì)對(duì)超聲波有強(qiáng)烈吸收作用。有些物質(zhì)對(duì)超聲波有強(qiáng)烈吸收作用。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：振幅小，儀器壽命長(zhǎng)；：振幅小，儀器壽命長(zhǎng)； 適用有毒、腐蝕性或高粘度等特殊場(chǎng)合的液

17、位測(cè)量；適用有毒、腐蝕性或高粘度等特殊場(chǎng)合的液位測(cè)量； 連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量，提供遙測(cè)或遙控信號(hào)；連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量，提供遙測(cè)或遙控信號(hào)； 能測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)或有傾斜晃動(dòng)的液體的液位。能測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)或有傾斜晃動(dòng)的液體的液位。v7.1.7 7.1.7 核輻射法核輻射法 入射強(qiáng)度為入射強(qiáng)度為I0的射線射入厚度為的射線射入厚度為H的介質(zhì)時(shí)，會(huì)有一部的介質(zhì)時(shí)，會(huì)有一部分被介質(zhì)吸收掉，透過(guò)介質(zhì)的射線強(qiáng)度為分被介質(zhì)吸收掉，透過(guò)介質(zhì)的射線強(qiáng)度為I，則則I與與I0之間有之間有如下關(guān)系：如下關(guān)系：HeII07.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 31IIHlnln10 核幅射式液位計(jì)由輻射源、接收器和測(cè)量?jī)x表組成。

18、核幅射式液位計(jì)由輻射源、接收器和測(cè)量?jī)x表組成。 蓋革計(jì)數(shù)管吸收射線，每接收到一個(gè)蓋革計(jì)數(shù)管吸收射線，每接收到一個(gè) 粒子，就輸出一個(gè)粒子，就輸出一個(gè)脈沖電流。經(jīng)過(guò)積分電路變成與脈沖數(shù)成正比的積分電壓，再脈沖電流。經(jīng)過(guò)積分電路變成與脈沖數(shù)成正比的積分電壓，再經(jīng)電流放大和電橋電路，最終得到與液位相關(guān)的電流輸出。經(jīng)電流放大和電橋電路，最終得到與液位相關(guān)的電流輸出。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 32固定安裝方式的核幅射液位計(jì)固定安裝方式的核幅射液位計(jì)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 既可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，也可進(jìn)行定點(diǎn)發(fā)送信號(hào)和進(jìn)行控制。既可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，也可進(jìn)行定點(diǎn)發(fā)送信號(hào)和進(jìn)行控制。 射線不受溫度、壓力、濕度、電

19、磁場(chǎng)的影響，而且可以穿透射線不受溫度、壓力、濕度、電磁場(chǎng)的影響，而且可以穿透各種介質(zhì)，包括固體，能實(shí)現(xiàn)完全非接觸測(cè)量。各種介質(zhì)，包括固體，能實(shí)現(xiàn)完全非接觸測(cè)量。 適合于特殊場(chǎng)合或惡劣環(huán)境下不常有人之處的液位測(cè)量，如適合于特殊場(chǎng)合或惡劣環(huán)境下不常有人之處的液位測(cè)量，如高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、劇毒、有爆炸性、易結(jié)晶、沸騰狀態(tài)高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、劇毒、有爆炸性、易結(jié)晶、沸騰狀態(tài)介質(zhì)、高溫熔融體等的液位測(cè)量。介質(zhì)、高溫熔融體等的液位測(cè)量。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：控制劑量，作好防護(hù)，以防射線泄漏對(duì)人體造成傷害?？刂苿┝?，作好防護(hù)，以防射線泄漏對(duì)人體造成傷害。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 33v7.1.8 7

20、.1.8 微波法微波法v 定義：定義： 微波：電磁波譜中波長(zhǎng)為微波：電磁波譜中波長(zhǎng)為1 11000mm1000mm的電磁波。的電磁波。v 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1）在各種障礙物上能產(chǎn)生良好的反射，具有良好的定向）在各種障礙物上能產(chǎn)生良好的反射，具有良好的定向輻射性能；輻射性能； 2 2）在傳輸過(guò)程中受到粉塵、煙霧、火焰及強(qiáng)光的影響?。┰趥鬏斶^(guò)程中受到粉塵、煙霧、火焰及強(qiáng)光的影響小，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 34v1 1、反射式微波液位計(jì)、反射式微波液位計(jì)7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 35利用微波反射原理，可以連續(xù)檢測(cè)與實(shí)

21、現(xiàn)液位定點(diǎn)控制利用微波反射原理，可以連續(xù)檢測(cè)與實(shí)現(xiàn)液位定點(diǎn)控制反射式微波液位計(jì)反射式微波液位計(jì) 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法36接收天線接收到的微波接收天線接收到的微波功率功率為：為：22424)(HdGGPrriiP22122411424)(HKKHdGGPrriiP1K增益常數(shù)增益常數(shù)2K距離常數(shù)距離常數(shù)rrPPKKH/217.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法37微波功率的測(cè)量：微波功率的測(cè)量：通?？捎脽犭娀驘嶙柙?，配合相應(yīng)的測(cè)量電路。通?？捎脽犭娀驘嶙柙?，配合相應(yīng)的測(cè)量電路。用專門(mén)的微波檢波管（如用專門(mén)的微波檢波管（如2DV2DV檢波二極管）檢波成直流電流由檢波二極管

22、）檢波成直流電流由 微安表直接顯示。微安表直接顯示。注意注意測(cè)量環(huán)境有大量水蒸汽時(shí)，由于水（蒸汽）測(cè)量環(huán)境有大量水蒸汽時(shí)，由于水（蒸汽）對(duì)微波有強(qiáng)烈吸收，會(huì)產(chǎn)生較大誤差。對(duì)微波有強(qiáng)烈吸收，會(huì)產(chǎn)生較大誤差。v2 2、調(diào)頻連續(xù)波式物位計(jì)、調(diào)頻連續(xù)波式物位計(jì)7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 38 將發(fā)射、接收天線裝在被將發(fā)射、接收天線裝在被測(cè)料倉(cāng)（罐）上方，即可對(duì)物測(cè)料倉(cāng)（罐）上方，即可對(duì)物位進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。位進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。 抗機(jī)械噪聲、電磁噪聲能抗機(jī)械噪聲、電磁噪聲能力強(qiáng)，在高溫、高壓、高粘度力強(qiáng)，在高溫、高壓、高粘度情況下，可連續(xù)、快速而準(zhǔn)確情況下，可連續(xù)、快速而準(zhǔn)確地測(cè)出目標(biāo)物體的物位值

23、。地測(cè)出目標(biāo)物體的物位值。 調(diào)頻式微波物位計(jì)調(diào)頻式微波物位計(jì) 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 39調(diào)頻式微波液位計(jì)原理調(diào)頻式微波液位計(jì)原理7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 4004C fLF f被測(cè)距離為被測(cè)距離為F F 調(diào)制波頻率；調(diào)制波頻率；0f固態(tài)源在調(diào)制信號(hào)固態(tài)源在調(diào)制信號(hào)1/21/2周期內(nèi)的頻偏范圍；周期內(nèi)的頻偏范圍；即：即：被測(cè)距離被測(cè)距離L與差頻頻率成正比。當(dāng)固態(tài)源的調(diào)制頻率與差頻頻率成正比。當(dāng)固態(tài)源的調(diào)制頻率和頻偏一定時(shí)，只要測(cè)出和頻偏一定時(shí)，只要測(cè)出差頻差頻，就可以計(jì)算得到，就可以計(jì)算得到L。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 41例如例如，當(dāng)固態(tài)工作

24、頻偏，當(dāng)固態(tài)工作頻偏300 MHz，調(diào)制頻率，調(diào)制頻率1kHz, ,則有：則有：6384 1000 300 104 103 10fLL 被測(cè)距離被測(cè)距離L L每變化每變化1m，差頻頻率為，差頻頻率為4kHz測(cè)量精確度可達(dá)測(cè)量精確度可達(dá)1%。測(cè)量范圍一般為測(cè)量范圍一般為0.5-20m，最大可達(dá)幾十米最大可達(dá)幾十米v7.1.9 7.1.9 磁電法磁電法 磁致伸縮液位計(jì)磁致伸縮液位計(jì)：利用磁電轉(zhuǎn)：利用磁電轉(zhuǎn)換原理的。換原理的。 由探測(cè)桿（內(nèi)裝有磁致伸縮線由探測(cè)桿（內(nèi)裝有磁致伸縮線），電路單元和浮子三部分組成。），電路單元和浮子三部分組成。 分辨力分辨力：0.5mm0.5mm 精度等級(jí)精度等級(jí)：0.2

25、0.21.01.0級(jí)級(jí) 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 42磁致伸縮液位計(jì)原理磁致伸縮液位計(jì)原理油罐油量的測(cè)量油罐油量的測(cè)量 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 437.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 44v7.1.10 7.1.10 光學(xué)法光學(xué)法 激光式液位儀：激光發(fā)射器、接收器、測(cè)量控制電路。激光式液位儀：激光發(fā)射器、接收器、測(cè)量控制電路。 一般一般只用作定點(diǎn)檢測(cè)控制只用作定點(diǎn)檢測(cè)控制，不易進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。，不易進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 45反射式反射式 遮斷式遮斷式 7.1 7.1 液位檢測(cè)方法液位檢測(cè)方法 46反射式激光液位檢測(cè)原理圖反

26、射式激光液位檢測(cè)原理圖1-1-激光發(fā)射器；激光發(fā)射器； 2-2-上液位接收器；上液位接收器； 3-3-下液位接收器下液位接收器 由于固體物料的狀態(tài)特性與液體有些差別，料由于固體物料的狀態(tài)特性與液體有些差別，料位檢測(cè)既有其特有的方法，也有與液位檢測(cè)類似的位檢測(cè)既有其特有的方法，也有與液位檢測(cè)類似的方法，但這些方法在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)又略有差別。方法，但這些方法在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)又略有差別。7.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法 47v7.2.1 7.2.1 重錘探測(cè)法重錘探測(cè)法7.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法 48重錘探測(cè)式料位計(jì)重錘探測(cè)式料位計(jì)1-1-重錘；重錘；2-2-伺服電機(jī)；伺服電機(jī)；3-3

27、-鼓輪鼓輪 開(kāi)始下降開(kāi)始下降計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 失重失重停止計(jì)數(shù)停止計(jì)數(shù)方法簡(jiǎn)單，精度不高方法簡(jiǎn)單，精度不高7.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法 49v7.2.2 7.2.2 稱重法稱重法7.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法 50稱重式料位計(jì)稱重式料位計(jì)1-1-支承支承 2-2-稱重傳感器稱重傳感器一定容積的容器內(nèi)，物料重量一定容積的容器內(nèi)，物料重量與料位高度應(yīng)當(dāng)是成比例的與料位高度應(yīng)當(dāng)是成比例的 方法簡(jiǎn)單，精度不高方法簡(jiǎn)單，精度不高電極接觸式料位計(jì)電極接觸式料位計(jì)1-1-絕緣套；絕緣套； 2 2、3 3、4-4-電極電極 5-5-信號(hào)器；信號(hào)器； 6-6-金屬容器壁金屬容器壁v7.2.3 7.

28、2.3 電磁法電磁法v 1 1、電阻式物位計(jì)、電阻式物位計(jì)v 一般用作料位的定點(diǎn)控制。一般用作料位的定點(diǎn)控制。v 物料是導(dǎo)電介質(zhì)或本身雖不導(dǎo)電物料是導(dǎo)電介質(zhì)或本身雖不導(dǎo)電但含有一定水分能微弱導(dǎo)電。但含有一定水分能微弱導(dǎo)電。不宜于測(cè)量粘附性的漿液或流體不宜于測(cè)量粘附性的漿液或流體，否則會(huì)因物料的粘附而產(chǎn)生誤，否則會(huì)因物料的粘附而產(chǎn)生誤信號(hào)。信號(hào)。7.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法 51v 2 2、電容式物位計(jì)、電容式物位計(jì)v 不僅能測(cè)不同性質(zhì)的液體，而且不僅能測(cè)不同性質(zhì)的液體，而且還能測(cè)量不同性質(zhì)的物料。還能測(cè)量不同性質(zhì)的物料。v 固體摩擦力大，容易固體摩擦力大，容易“滯留滯留”，產(chǎn)生虛假

29、料位，因此一般不使用產(chǎn)生虛假料位，因此一般不使用雙層電極，而是只用一根電極棒雙層電極，而是只用一根電極棒。為了消除介質(zhì)因素引起的測(cè)量誤為了消除介質(zhì)因素引起的測(cè)量誤差，引入輔助電極。差，引入輔助電極。7.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法 52電容式料位電容式料位1-1-金屬電容；金屬電容；2-2-測(cè)量電極；測(cè)量電極；3-3-輔助電極；輔助電極；4-4-絕緣套絕緣套0LHdDCxln207.2 7.2 料位檢測(cè)方法料位檢測(cè)方法 53000ln2LdDCL則：則：00LHCCLx電容式料位電容式料位1-1-金屬電容；金屬電容；2-2-測(cè)量電極；測(cè)量電極；3-3-輔助電極；輔助電極；4-4-絕緣套絕緣套主電極：主電極：輔助電極：輔助電極：0Lv7.2.4 7.2.4 聲學(xué)法聲學(xué)法工作原理工作原理：是通過(guò)安裝在音叉基：是通過(guò)安裝在音叉基座上的一對(duì)壓電晶體使音叉在一座上的一對(duì)壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動(dòng)。當(dāng)音叉與被定共振頻率下振動(dòng)。當(dāng)音叉與被測(cè)介質(zhì)相接觸時(shí)。音叉的振幅和測(cè)介質(zhì)相接觸時(shí)。音叉的振幅和頻率將發(fā)生急劇衰減甚至停振，頻率將發(fā)生急劇衰減甚至停振，檢測(cè)并將這種變化轉(zhuǎn)換為一個(gè)開(kāi)檢測(cè)并將這種變