液位測(cè)量類(lèi)儀表維修維護(hù)資料

1、液位測(cè)量類(lèi)儀表維修維護(hù)液位測(cè)量類(lèi)儀表維修維護(hù)楊航濤楊航濤核動(dòng)力院三門(mén)維修項(xiàng)目部核動(dòng)力院三門(mén)維修項(xiàng)目部目錄目錄名詞解釋名詞解釋液位測(cè)量的類(lèi)型及原理液位測(cè)量的類(lèi)型及原理核電廠常用液位計(jì)介紹核電廠常用液位計(jì)介紹通用檢修工具通用檢修工具電動(dòng)儀表通用故障分析電動(dòng)儀表通用故障分析正負(fù)遷移及靈敏度問(wèn)題討論正負(fù)遷移及靈敏度問(wèn)題討論物位的定義：物位的定義：物位統(tǒng)指設(shè)備和容器中液體或固體物料的表面位置。物位統(tǒng)指設(shè)備和容器中液體或固體物料的表面位置。物位檢測(cè)儀表的分類(lèi)物位檢測(cè)儀表的分類(lèi)它包括以下它包括以下 3 3 個(gè)方面：個(gè)方面： 液位：容器中液體介質(zhì)的高低，測(cè)量液位的儀表叫液位計(jì)。液位：容器中液體介質(zhì)的高低，測(cè)量

2、液位的儀表叫液位計(jì)。 料位：容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度，測(cè)量料位的儀表叫料位：容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度，測(cè)量料位的儀表叫料位計(jì)。料位計(jì)。 界位：兩種密度不同液體介質(zhì)或液體與固體的分界面的高低，測(cè)界位：兩種密度不同液體介質(zhì)或液體與固體的分界面的高低，測(cè)量界位的儀表叫界面計(jì)。量界位的儀表叫界面計(jì)。 名詞解釋名詞解釋 液位的高低對(duì)核電廠來(lái)說(shuō)是個(gè)重要的參數(shù)，例如反應(yīng)液位的高低對(duì)核電廠來(lái)說(shuō)是個(gè)重要的參數(shù)，例如反應(yīng)堆冷卻劑液位，蒸汽發(fā)生器水位、穩(wěn)壓器內(nèi)液位等直接反堆冷卻劑液位，蒸汽發(fā)生器水位、穩(wěn)壓器內(nèi)液位等直接反映了核電廠的運(yùn)行工況，關(guān)系到核電廠能否安全而經(jīng)濟(jì)地映了核電廠的運(yùn)行工況，關(guān)系到核

3、電廠能否安全而經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。運(yùn)行。常用的液位測(cè)量?jī)x表主要有以下幾種：常用的液位測(cè)量?jī)x表主要有以下幾種：液位測(cè)量的類(lèi)型及原理液位測(cè)量的類(lèi)型及原理 直讀式液位測(cè)量?jī)x表直讀式液位測(cè)量?jī)x表A A 玻璃管式：通過(guò)與被測(cè)容器連通的玻璃管或玻璃板直接顯玻璃管式：通過(guò)與被測(cè)容器連通的玻璃管或玻璃板直接顯示被測(cè)液位。適用于液位，介質(zhì)溫度為示被測(cè)液位。適用于液位，介質(zhì)溫度為100-150100-150O OC C，介質(zhì)壓，介質(zhì)壓力為常壓，可連續(xù)測(cè)量。力為常壓，可連續(xù)測(cè)量。B B 玻璃板式：原理同玻璃管式，介質(zhì)壓力為玻璃板式：原理同玻璃管式，介質(zhì)壓力為4MPa4MPa。 它可以直接用與被測(cè)容器連通的玻璃管或玻璃板來(lái)顯

4、它可以直接用與被測(cè)容器連通的玻璃管或玻璃板來(lái)顯示容器中的液位高度，是最原始但仍應(yīng)用較多的液位測(cè)量?jī)x示容器中的液位高度，是最原始但仍應(yīng)用較多的液位測(cè)量?jī)x表。表。浮力式液位測(cè)量?jī)x表浮力式液位測(cè)量?jī)x表這是一種利用浮子較所測(cè)液體比重稍小的特點(diǎn)，使浮子漂在液面上這是一種利用浮子較所測(cè)液體比重稍小的特點(diǎn)，使浮子漂在液面上并隨液面的升高或下降來(lái)反映液位的儀器，它也是一種應(yīng)用最早并并隨液面的升高或下降來(lái)反映液位的儀器，它也是一種應(yīng)用最早并且應(yīng)用范圍很廣的液位測(cè)量?jī)x表。且應(yīng)用范圍很廣的液位測(cè)量?jī)x表。包括浮子式和浮筒式，都是基于液位的浮力隨著液位的變化而上浮包括浮子式和浮筒式，都是基于液位的浮力隨著液位的變化而上

5、浮或下降的原理。適用于液位界面，浮子式介質(zhì)溫度為或下降的原理。適用于液位界面，浮子式介質(zhì)溫度為150150O OC C，介，介質(zhì)壓力為質(zhì)壓力為1.5MPa1.5MPa，可定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量。浮筒式介質(zhì)溫度為，可定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量。浮筒式介質(zhì)溫度為200200O OC C，介質(zhì)壓力為，介質(zhì)壓力為32MPa32MPa，可連續(xù)測(cè)量。，可連續(xù)測(cè)量。靜壓式液位測(cè)量?jī)x表靜壓式液位測(cè)量?jī)x表A A 壓力式和吹氣式：基于液面高度變化時(shí)，容器底部或側(cè)面某點(diǎn)上壓力式和吹氣式：基于液面高度變化時(shí)，容器底部或側(cè)面某點(diǎn)上的壓力也隨之變化的原理，適用于敞口容器，介質(zhì)溫度為的壓力也隨之變化的原理，適用于敞口容器，介質(zhì)溫度為50-15

6、050-150O OC C，介質(zhì)壓力為常壓，可連續(xù)測(cè)量。吹氣式可測(cè)量高粘度液體。介質(zhì)壓力為常壓，可連續(xù)測(cè)量。吹氣式可測(cè)量高粘度液體。B B 差壓式：原理同上，適用于密閉容器，介質(zhì)壓力為差壓式：原理同上，適用于密閉容器，介質(zhì)壓力為40MPa40MPa。 它是利用液柱高度對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力，測(cè)量該點(diǎn)壓力或測(cè)量該點(diǎn)與它是利用液柱高度對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力，測(cè)量該點(diǎn)壓力或測(cè)量該點(diǎn)與另一參考點(diǎn)的壓差而間接測(cè)量液位的儀表。另一參考點(diǎn)的壓差而間接測(cè)量液位的儀表。振動(dòng)式液位測(cè)量?jī)x表振動(dòng)式液位測(cè)量?jī)x表 A A 棒式振動(dòng)式：壓電式振動(dòng)棒以一定頻率振動(dòng)，當(dāng)物料覆蓋棒式振動(dòng)式：壓電式振動(dòng)棒以一定頻率振動(dòng)，當(dāng)物料覆蓋振動(dòng)棒時(shí)，

7、振動(dòng)被阻尼，檢出振幅的衰減，即可發(fā)出物位開(kāi)振動(dòng)棒時(shí)，振動(dòng)被阻尼，檢出振幅的衰減，即可發(fā)出物位開(kāi)關(guān)信號(hào)，適用于料位，介質(zhì)溫度為關(guān)信號(hào)，適用于料位，介質(zhì)溫度為-20-130-20-130O OC C，介質(zhì)壓力為，介質(zhì)壓力為4MPa4MPa，可定點(diǎn)測(cè)量。，可定點(diǎn)測(cè)量。B B 音叉式：壓電元件驅(qū)動(dòng)的音叉以一定頻率振動(dòng)，當(dāng)音叉浸音叉式：壓電元件驅(qū)動(dòng)的音叉以一定頻率振動(dòng)，當(dāng)音叉浸入液體時(shí)，振動(dòng)頻率發(fā)生變化，電子部件將此信號(hào)檢出，并入液體時(shí)，振動(dòng)頻率發(fā)生變化，電子部件將此信號(hào)檢出，并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)。適用于液位，介質(zhì)溫度為轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)。適用于液位，介質(zhì)溫度為-20-150-20-150O OC C，介質(zhì)，介

8、質(zhì)壓力為壓力為2.5MPa2.5MPa，可定點(diǎn)（液位開(kāi)關(guān)）測(cè)量。，可定點(diǎn)（液位開(kāi)關(guān)）測(cè)量。超聲波式液位測(cè)量?jī)x表超聲波式液位測(cè)量?jī)x表A A 連續(xù)式：通過(guò)測(cè)量超聲波的探頭與物料表面之間往返一次連續(xù)式：通過(guò)測(cè)量超聲波的探頭與物料表面之間往返一次所需的時(shí)間來(lái)測(cè)量物位，適用于液位和料位，介質(zhì)溫度所需的時(shí)間來(lái)測(cè)量物位，適用于液位和料位，介質(zhì)溫度200200O OC C，常壓狀態(tài)。，常壓狀態(tài)。B B 定點(diǎn)式：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)進(jìn)入超聲波探頭的設(shè)定位置時(shí)，發(fā)出定點(diǎn)式：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)進(jìn)入超聲波探頭的設(shè)定位置時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，適用于液位和料位，介質(zhì)溫度控制信號(hào)，適用于液位和料位，介質(zhì)溫度200200O OC C，常壓狀態(tài)。，

9、常壓狀態(tài)。電測(cè)式液位測(cè)量?jī)x表電測(cè)式液位測(cè)量?jī)x表A A 電阻式（電極式）：將物位變化轉(zhuǎn)換為電極之間的電阻變電阻式（電極式）：將物位變化轉(zhuǎn)換為電極之間的電阻變化，適用于液位和料位，但測(cè)量介質(zhì)需有導(dǎo)電性，介質(zhì)溫度化，適用于液位和料位，但測(cè)量介質(zhì)需有導(dǎo)電性，介質(zhì)溫度200200O OC C，介質(zhì)壓力為，介質(zhì)壓力為5MPa5MPa，可定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量。，可定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量。B B 電容式：通過(guò)測(cè)量電極與容器壁（或另一測(cè)量電極）之間電容式：通過(guò)測(cè)量電極與容器壁（或另一測(cè)量電極）之間的電容量變化來(lái)檢測(cè)物位，適用于液位和料位，介質(zhì)溫度為的電容量變化來(lái)檢測(cè)物位，適用于液位和料位，介質(zhì)溫度為-50-250-50-25

10、0O OC C，介質(zhì)壓力為，介質(zhì)壓力為4MPa4MPa，可定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量。，可定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量。 C C 電感式：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)液位發(fā)生變化時(shí)，檢測(cè)元件的電感電感式：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)液位發(fā)生變化時(shí)，檢測(cè)元件的電感量隨之變化，適用于液位，介質(zhì)溫度為量隨之變化，適用于液位，介質(zhì)溫度為100100O OC C，介質(zhì)壓力為，介質(zhì)壓力為6.2MPa6.2MPa，可連續(xù)測(cè)量。，可連續(xù)測(cè)量。微波式液位測(cè)量?jī)x表微波式液位測(cè)量?jī)x表A A 反射式：（連續(xù)式）通過(guò)測(cè)量微波脈沖在傳感器與物料表面之反射式：（連續(xù)式）通過(guò)測(cè)量微波脈沖在傳感器與物料表面之間往返一次所需的時(shí)間來(lái)測(cè)量物位。適用于液位和料位。介質(zhì)壓間往返一次所需的時(shí)間來(lái)測(cè)

11、量物位。適用于液位和料位。介質(zhì)壓力為力為1.6MPa1.6MPa。B B 遮斷式：（定點(diǎn)式）利用介質(zhì)對(duì)微波的吸收特性，當(dāng)物料遮斷遮斷式：（定點(diǎn)式）利用介質(zhì)對(duì)微波的吸收特性，當(dāng)物料遮斷微波發(fā)射天線與接收天線之間的通路時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)。適用于微波發(fā)射天線與接收天線之間的通路時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)。適用于液位和料位（開(kāi)關(guān)）。介質(zhì)壓力為液位和料位（開(kāi)關(guān)）。介質(zhì)壓力為1.6MPa1.6MPa。其它液位測(cè)量?jī)x表其它液位測(cè)量?jī)x表A A 稱(chēng)重式：用電子秤稱(chēng)物料量，并根據(jù)容器的幾何尺寸及物料的比稱(chēng)重式：用電子秤稱(chēng)物料量，并根據(jù)容器的幾何尺寸及物料的比重計(jì)算出物位。重計(jì)算出物位。B B 激光式：利用激光束在被測(cè)物料表面

12、反射（或被物料遮斷）來(lái)測(cè)激光式：利用激光束在被測(cè)物料表面反射（或被物料遮斷）來(lái)測(cè)量物位。量物位。C C 光纖式：當(dāng)光纖敏感元件與被測(cè)介質(zhì)物料接觸時(shí)，光損失增加，光纖式：當(dāng)光纖敏感元件與被測(cè)介質(zhì)物料接觸時(shí)，光損失增加，根據(jù)光纖輸出的光能大小來(lái)測(cè)量物位。根據(jù)光纖輸出的光能大小來(lái)測(cè)量物位。D D 核輻射式：利用核輻射（主要是核輻射式：利用核輻射（主要是）射線，能穿透某些物質(zhì)及在）射線，能穿透某些物質(zhì)及在物質(zhì)中按一定的規(guī)律減弱的現(xiàn)象來(lái)確定物位。物質(zhì)中按一定的規(guī)律減弱的現(xiàn)象來(lái)確定物位。靜壓式液位計(jì)一、壓力式液位計(jì)一、壓力式液位計(jì) 液體在容器中具有一定高度，將對(duì)其底部或側(cè)面某點(diǎn)液體在容器中具有一定高度，將

13、對(duì)其底部或側(cè)面某點(diǎn)產(chǎn)生一定的壓力。液位越高，對(duì)某點(diǎn)的壓力就越大，所以產(chǎn)生一定的壓力。液位越高，對(duì)某點(diǎn)的壓力就越大，所以只要測(cè)出某點(diǎn)的壓力便可確定液位的高度。只要測(cè)出某點(diǎn)的壓力便可確定液位的高度。 下圖是用壓力表測(cè)量容器中液體液位的測(cè)量系統(tǒng)。這下圖是用壓力表測(cè)量容器中液體液位的測(cè)量系統(tǒng)。這時(shí)壓力表的讀數(shù)應(yīng)為時(shí)壓力表的讀數(shù)應(yīng)為pHh式中：式中：為液體的重度。由于壓力表安裝的位置固定，所為液體的重度。由于壓力表安裝的位置固定，所 以以h是常數(shù)。是常數(shù)。核電廠常用液位計(jì)介紹核電廠常用液位計(jì)介紹一般認(rèn)為在測(cè)量中液體的重度不變，所以?xún)x表的刻度方程為一般認(rèn)為在測(cè)量中液體的重度不變，所以?xún)x表的刻度方程為pHC

14、 對(duì)于與大氣相對(duì)于與大氣相通的敞口容器可以通的敞口容器可以把壓力表安裝在液把壓力表安裝在液位最低處，如右圖。位最低處，如右圖。Ch為常數(shù)為常數(shù) 壓縮空氣經(jīng)過(guò)濾器、主壓縮空氣經(jīng)過(guò)濾器、主氣濾清器和節(jié)流元件最后從氣濾清器和節(jié)流元件最后從導(dǎo)管下端敞口逸出。導(dǎo)管下端敞口逸出。 將壓縮空氣的壓力凋到將壓縮空氣的壓力凋到P1后，經(jīng)后，經(jīng)節(jié)流元件節(jié)流元件降到降到P2，當(dāng)壓，當(dāng)壓縮空氣從導(dǎo)管下端以氣泡的形式流出時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)的壓力幾乎縮空氣從導(dǎo)管下端以氣泡的形式流出時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)的壓力幾乎與液封靜壓相等。因此，差壓變送器所指示的壓力值即可反與液封靜壓相等。因此，差壓變送器所指示的壓力值即可反映出液位高度。映出液位高度

15、。吹氣式液位計(jì)系統(tǒng)吹氣式液位計(jì)系統(tǒng)二、差壓式液位計(jì)二、差壓式液位計(jì) 如右上圖，差壓變送如右上圖，差壓變送器的高壓室與容器下部取器的高壓室與容器下部取壓點(diǎn)相連，低壓室與液面壓點(diǎn)相連，低壓室與液面以上空間以上空間( (此處與大氣相通此處與大氣相通) )相連。相連。 差壓變送器高壓室的位置較最低液位低差壓變送器高壓室的位置較最低液位低h1h2，并較，并較容器底低容器底低h2，需要測(cè)量的液位范圍為，需要測(cè)量的液位范圍為H。這時(shí)差壓變送器高抵壓寶的壓力分別為這時(shí)差壓變送器高抵壓寶的壓力分別為1122()0pHhhp12120()pppHhhHZ 兩室的壓差為兩室的壓差為012()Zhh式中：式中：為容器

16、內(nèi)液體的重度；為容器內(nèi)液體的重度； Z0為零點(diǎn)遷移量，為零點(diǎn)遷移量，正遷移正遷移由于由于Z0的存在，使的存在，使HP關(guān)系曲線向關(guān)系曲線向P的正方向移動(dòng)了的正方向移動(dòng)了Z0的位置，如右的位置，如右圖所示。圖所示。 因此，當(dāng)液因此，當(dāng)液位位H等于零時(shí)，氣動(dòng)差壓等于零時(shí)，氣動(dòng)差壓變送器仍有與變送器仍有與Z0相對(duì)應(yīng)的氣壓信號(hào)輸出，相對(duì)應(yīng)的氣壓信號(hào)輸出，應(yīng)使變送器不受應(yīng)使變送器不受Z0的影響，即當(dāng)?shù)挠绊?，即?dāng)H0時(shí)，時(shí)，輸出氣壓為輸出氣壓為0.2kgfcm2；最高位時(shí)為；最高位時(shí)為1kgfcm2。在這種情況下要進(jìn)行正遷移，零。在這種情況下要進(jìn)行正遷移，零點(diǎn)遷移量為點(diǎn)遷移量為Z0 (h1+h2)。 零點(diǎn)遷

17、移是靠調(diào)整變送器內(nèi)部遷移彈零點(diǎn)遷移是靠調(diào)整變送器內(nèi)部遷移彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；蓙?lái)實(shí)現(xiàn)的。 在實(shí)際應(yīng)用中，為了防止容器內(nèi)液體和氣體進(jìn)入在實(shí)際應(yīng)用中，為了防止容器內(nèi)液體和氣體進(jìn)入變送器的取壓室造成管路堵塞或腐蝕，以及為了保持變送器的取壓室造成管路堵塞或腐蝕，以及為了保持低壓室的液柱高度恒定，在變送器的高、低壓室與取低壓室的液柱高度恒定，在變送器的高、低壓室與取壓點(diǎn)之間分別裝有隔離罐，如圖，在隔離罐內(nèi)充滿(mǎn)隔壓點(diǎn)之間分別裝有隔離罐，如圖，在隔離罐內(nèi)充滿(mǎn)隔離液離液2，通常，通常2 1 。這時(shí)高、低壓室的壓力分別為這時(shí)高、低壓室的壓力分別為11 11222phHpphp121 112221pppHhhHC 高、

18、低壓室的壓差為高、低壓室的壓差為式中：式中：P1、P2分別為高、低壓室的壓力；分別為高、低壓室的壓力； 1、2為被測(cè)液體及隔離液的重度；為被測(cè)液體及隔離液的重度； h1、h2為最低液位及最高液位至變送器的高度為最低液位及最高液位至變送器的高度 p為容器中氣體的壓力；為容器中氣體的壓力； C為常數(shù)，為常數(shù)，C (h2h1)2負(fù)遷移負(fù)遷移2單法蘭式單法蘭式 對(duì)于上端與大氣相通的開(kāi)口容器，可以在底部接壓力表，根據(jù)對(duì)于上端與大氣相通的開(kāi)口容器，可以在底部接壓力表，根據(jù)液柱下端壓力得知液位。如果壓力表不能安裝在與容器底部相同液柱下端壓力得知液位。如果壓力表不能安裝在與容器底部相同的高度處，導(dǎo)壓管內(nèi)的液柱

19、壓力必須用零點(diǎn)遷移法抵消。的高度處，導(dǎo)壓管內(nèi)的液柱壓力必須用零點(diǎn)遷移法抵消。雙法蘭式雙法蘭式 對(duì)于上端與大氣隔絕的閉口容器，因其上部空間與大氣壓力不對(duì)于上端與大氣隔絕的閉口容器，因其上部空間與大氣壓力不等，必須用兩個(gè)法蘭分別將液相和氣象壓力導(dǎo)至差壓變送器。等，必須用兩個(gè)法蘭分別將液相和氣象壓力導(dǎo)至差壓變送器。電容式液位計(jì) 在平行板電容器之間充以不同介質(zhì)時(shí)，電容量的大小就有所不同，因此可以通過(guò)測(cè)量電容量的變化來(lái)測(cè)量液位、料位或兩種不同液體的分界面。在電容式變送器中有一個(gè)可變電容的敏感元件，即子小室，當(dāng)子小室兩側(cè)(或單側(cè))受壓后，測(cè)量膜片(可動(dòng)極板)產(chǎn)生位移，使電容量(或差動(dòng)電容)發(fā)生變化，經(jīng)電子

20、線路轉(zhuǎn)換、放大后輸出4-20mA直流信號(hào)。特點(diǎn)：分辨力很高，靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)特性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。測(cè)量功能可調(diào)（表壓、差壓）。電容式差壓變送器是核電廠一回路主、輔系統(tǒng)中的主要測(cè)壓(差壓)變送器。 兩個(gè)同軸圓筒極板組成的電容器，兩個(gè)同軸圓筒極板組成的電容器，在兩圓筒之間充以介電常數(shù)為在兩圓筒之間充以介電常數(shù)為的介質(zhì)的介質(zhì)時(shí)，則兩圓筒間的電容量為時(shí)，則兩圓筒間的電容量為dDLCln2式中：式中： D、d外電極內(nèi)徑和內(nèi)電極外徑外電極內(nèi)徑和內(nèi)電極外徑( (m) )； 極板間介質(zhì)介電常數(shù)極板間介質(zhì)介電常數(shù)( (F/m) )； L 極板相互重疊的長(zhǎng)度極板相互重疊的長(zhǎng)度( (m) )。液位變化

21、引起等效液位變化引起等效介電常數(shù)變化，從介電常數(shù)變化，從而使電容器的電容而使電容器的電容量變化，這就是電量變化，這就是電容式液位計(jì)的檢測(cè)容式液位計(jì)的檢測(cè)原理。原理。安裝形式安裝形式1-1-內(nèi)電極；內(nèi)電極；2-2-絕緣套絕緣套 右圖是為用來(lái)測(cè)量右圖是為用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電介導(dǎo)電介質(zhì)質(zhì)的單電極電容液位計(jì)，它只的單電極電容液位計(jì)，它只用一根電極作為電容器的內(nèi)電用一根電極作為電容器的內(nèi)電極，一般用紫銅或不銹鋼，外極，一般用紫銅或不銹鋼，外套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷作為絕緣層，而導(dǎo)電液體和容作為絕緣層，而導(dǎo)電液體和容器壁構(gòu)成電容器的外電極。器壁構(gòu)成電容器的外電極。 A. 適用于電導(dǎo)率不

22、小于10-2 S/m的液體；B. 被測(cè)液體黏度不能大，防止形成虛假液位；C. 底部約有10 的非測(cè)量區(qū)。 右圖為用于測(cè)量右圖為用于測(cè)量非導(dǎo)電非導(dǎo)電介質(zhì)介質(zhì)的同軸雙層電極電容式的同軸雙層電極電容式液位計(jì)。內(nèi)電極和與之絕緣液位計(jì)。內(nèi)電極和與之絕緣的同軸金屬套組成電容的兩的同軸金屬套組成電容的兩極，外電極上開(kāi)有很多流通極，外電極上開(kāi)有很多流通孔使液體流入極板間?？资挂后w流入極板間。圖中：圖中：1 1、2-2-內(nèi)、外電極；內(nèi)、外電極；3-3-絕緣套；絕緣套；4-4-流通孔。流通孔。 電容式液位計(jì)主要由電極和電容檢測(cè)電路組成。由于電容的變化量很小，因此準(zhǔn)確測(cè)量電容量是液位測(cè)量的關(guān)鍵。目前在液位檢測(cè)中，常

23、見(jiàn)的電容檢測(cè)方法主要有交流電橋法、充放電法和諧振電路法等。電容式液位計(jì)一般不受真空、壓力、溫度等環(huán)境的影響，安裝方便、結(jié)構(gòu)牢固、易維修、價(jià)格較低。但不適用于以下情況：被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)隨溫度等影響而變化，被測(cè)介質(zhì)在電極上有沉積或有氣泡等產(chǎn)生。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)超聲波液位計(jì)超聲波液位計(jì)一、超聲波液位測(cè)量的原理一、超聲波液位測(cè)量的原理頻率在20000Hz以上的聲波叫作超聲波。 超聲液位測(cè)量?jī)x的原理是利用超聲波在氣體、液體、固體中的吸收衰減的不同來(lái)探測(cè)探頭前有無(wú)液體、固體物料存在，從而可發(fā)出液位報(bào)警信號(hào)。 圖圖(a)(a)所表示的是超聲波發(fā)射技能器所表示的是超聲波發(fā)射技能器1 1與接收換能與接收換能

24、器器2 2分別安裝在容器分別安裝在容器3 3的相對(duì)面上，當(dāng)液位升降時(shí)就會(huì)的相對(duì)面上，當(dāng)液位升降時(shí)就會(huì)阻斷或?qū)暡?，從而發(fā)出信號(hào)。圖阻斷或?qū)暡?，從而發(fā)出信號(hào)。圖(b)(b)所表示的測(cè)量所表示的測(cè)量系統(tǒng)是超聲波發(fā)射和接收部分安裝在同一個(gè)探頭系統(tǒng)是超聲波發(fā)射和接收部分安裝在同一個(gè)探頭4 4里的里的裝置。這兩種安裝方式主要用來(lái)做液位開(kāi)關(guān)。裝置。這兩種安裝方式主要用來(lái)做液位開(kāi)關(guān)。 要想通過(guò)測(cè)量超聲波傳播時(shí)間來(lái)確定物位，聲速 c 必須恒定。實(shí)際上聲速隨介質(zhì)及其溫度變化而變化，為了準(zhǔn)確地測(cè)量液位，對(duì)于一定的介質(zhì)，必須對(duì)聲速進(jìn)行校正。對(duì)于液介式的聲速校正的方法有校正具校正聲速法、固定標(biāo)記校正聲速法和溫度

25、校正聲速法。對(duì)于氣介式的聲速校正一般采用溫度校正法，即采用溫度傳感器測(cè)量出倉(cāng)或罐的溫度，根據(jù)聲速與溫度之間的關(guān)系計(jì)算出當(dāng)時(shí)的聲速，再根據(jù)式求出液位。 超聲波液位計(jì)測(cè)量液位時(shí)與介質(zhì)不接觸，無(wú)可動(dòng)部件，傳播速度比較穩(wěn)定，對(duì)光線、介質(zhì)黏度、濕度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率等不敏感，因此可以測(cè)量有毒、腐蝕性或高黏度等特殊場(chǎng)合的液位。超聲波物位計(jì)既可以連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量物位，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量時(shí)對(duì)溫度比較敏感，溫度的變化會(huì)引起聲速的變化，因此為了保證超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度，應(yīng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 注意事項(xiàng)音速與溫度的關(guān)系音速與溫度的關(guān)系音速也是聲速，即聲音在介質(zhì)中傳播之速度。音波可以在固體、音速也是聲速，即聲音

26、在介質(zhì)中傳播之速度。音波可以在固體、液體或是氣體介質(zhì)中傳播，介質(zhì)密度愈大，則音速愈快。在空液體或是氣體介質(zhì)中傳播，介質(zhì)密度愈大，則音速愈快。在空氣中，氣中，音速又會(huì)依空氣之狀態(tài)音速又會(huì)依空氣之狀態(tài)( (如濕度、溫度、密度如濕度、溫度、密度) )不同而有不同而有不同數(shù)值不同數(shù)值。如攝氏零度時(shí)海平面音速約為。如攝氏零度時(shí)海平面音速約為331.5m/s(1193 km/h)331.5m/s(1193 km/h)；一萬(wàn)米高空之音速約為；一萬(wàn)米高空之音速約為295m/s(1062km/h)295m/s(1062km/h)；另外每升高；另外每升高1 1攝氏攝氏度，音速就增加度，音速就增加0.607m/s0

27、.607m/s，故溫度越高，音速越大。，故溫度越高，音速越大?？諝庵幸羲倥c溫度的關(guān)系式：空氣中音速與溫度的關(guān)系式： 環(huán)境聲速環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6= 331.5 + 0.6溫度（儀表應(yīng)用溫度補(bǔ)償公式）溫度（儀表應(yīng)用溫度補(bǔ)償公式）V= (m/S)V= (m/S)T T：是攝氏溫度；：是攝氏溫度； V V：在：在T T時(shí)的音速時(shí)的音速 。 液體中的聲速與溫度有關(guān)，關(guān)系式為液體中的聲速與溫度有關(guān)，關(guān)系式為v vt t= = v v0 0+ +(t-t(t-t0 0) ) 其中：其中：v vt t表示溫度為表示溫度為t t時(shí)的聲速，時(shí)的聲速，t t0 0為表格中指出的溫度，為表格中指出的溫

28、度，v v0 0表示表示溫度為溫度為t t0 0時(shí)的聲速，時(shí)的聲速，為溫度系數(shù)。為溫度系數(shù)。液體中聲速與溫度關(guān)系表液體中聲速與溫度關(guān)系表液體液體t t0 0/ /v v0 0/m/s/m/s/m/(s/m/(s ) )丙酮丙酮202011921192-5.5-5.5水水2525150015002.52.5甘油甘油202019231923-1.8-1.8水銀水銀202014511451-0.46-0.46酒精酒精202011801180-3.6-3.6 數(shù)據(jù)表明：各種液體介質(zhì)由于溫度系數(shù)的不同，聲速函數(shù)數(shù)據(jù)表明：各種液體介質(zhì)由于溫度系數(shù)的不同，聲速函數(shù)的斜率差別很大。的斜率差別很大。二、超聲波脈

29、沖回波式液位測(cè)量二、超聲波脈沖回波式液位測(cè)量工作原理：工作原理： 從發(fā)射探頭發(fā)出的超聲脈沖在媒質(zhì)中傳到液面，經(jīng)反從發(fā)射探頭發(fā)出的超聲脈沖在媒質(zhì)中傳到液面，經(jīng)反射后再通過(guò)該媒質(zhì)返回到接收探頭，根據(jù)測(cè)出的超聲脈沖射后再通過(guò)該媒質(zhì)返回到接收探頭，根據(jù)測(cè)出的超聲脈沖從發(fā)射到接收的時(shí)間以及媒質(zhì)中的聲速，即可求得從探頭從發(fā)射到接收的時(shí)間以及媒質(zhì)中的聲速，即可求得從探頭到液面之間的距離，從而確定出液位。到液面之間的距離，從而確定出液位。按按傳聲介質(zhì)傳聲介質(zhì)不同，可分為不同，可分為氣介式、液介式氣介式、液介式和和固介式固介式三種；三種； 按按探頭的工作方式探頭的工作方式可分為可分為自發(fā)自收的單探頭方式自發(fā)自收

30、的單探頭方式和和收發(fā)分開(kāi)的雙探頭方式收發(fā)分開(kāi)的雙探頭方式。相互組合可以得到六種液位計(jì)。相互組合可以得到六種液位計(jì)的方案。的方案。(a)(a)氣介式氣介式 (b) (b) 液介式液介式 (c)(c)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) 液面液面探頭探頭12Lv t 超聲波傳播距離為超聲波傳播距離為L(zhǎng) L，在，在液液體中體中的傳播速度為的傳播速度為v v，傳播時(shí)間，傳播時(shí)間為為t t ，則：，則： L L是與液位有關(guān)的量，故測(cè)是與液位有關(guān)的量，故測(cè)出出L L便可知液位，便可知液位， L L的測(cè)量一般的測(cè)量一般是用接收到的信號(hào)觸發(fā)門(mén)電路對(duì)是用接收到的信號(hào)觸發(fā)門(mén)電路對(duì)振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)

31、實(shí)現(xiàn)。振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 單探頭液位計(jì)使用一個(gè)換能器，由控制電路控單探頭液位計(jì)使用一個(gè)換能器，由控制電路控制它分時(shí)交替作發(fā)射器與接收器。制它分時(shí)交替作發(fā)射器與接收器。 雙探頭式則使用兩個(gè)換能器分別作發(fā)射器和接雙探頭式則使用兩個(gè)換能器分別作發(fā)射器和接收器，對(duì)于固介式，需要有兩根金屬棒或金屬管分收器，對(duì)于固介式，需要有兩根金屬棒或金屬管分別作發(fā)射波與接收波的傳輸管道。別作發(fā)射波與接收波的傳輸管道。(d)(d)液介式液介式 (e)(e)氣介式氣介式 (f)(f)固介式固介式 一發(fā)一收雙探頭測(cè)量一發(fā)一收雙探頭測(cè)量雙探頭液介式雙探頭液介式 兩探頭的中心距離為兩探頭的中心距離為2 2a，聲波從探

32、，聲波從探頭至液面的斜向路徑為頭至液面的斜向路徑為S，探頭至液面的，探頭至液面的垂直高度為垂直高度為L(zhǎng)，則，則221,2Sv t LSa 一般，兩個(gè)探頭安裝很近，即一般，兩個(gè)探頭安裝很近，即a較小。較小。所以在高液位時(shí)所以在高液位時(shí)L值近似地與值近似地與S相等。相等。12Lv t雙探頭氣介式適用上式，只是雙探頭氣介式適用上式，只是v為氣體中的聲速。為氣體中的聲速。雙探頭固介式雙探頭固介式 超聲波在固體介質(zhì)中傳超聲波在固體介質(zhì)中傳2L2L距離所需要距離所需要的時(shí)間要比從發(fā)到收的時(shí)間短些，所短的的時(shí)間要比從發(fā)到收的時(shí)間短些，所短的時(shí)間就是超聲波在液體中傳過(guò)距離時(shí)間就是超聲波在液體中傳過(guò)距離d d所

33、需所需的時(shí)間。因此的時(shí)間。因此式中：式中：v v為固體中的聲速：為固體中的聲速：v vL L為液體中的聲速為液體中的聲速。1()2LdLvtv 校正具校正具氣氣液液固固 從前面的分析中可以看出，只從前面的分析中可以看出，只要知道超聲波在媒質(zhì)中的傳播速度，要知道超聲波在媒質(zhì)中的傳播速度，便可根據(jù)傳播時(shí)間確定液位，但是便可根據(jù)傳播時(shí)間確定液位，但是媒質(zhì)中的聲速還與其他一些因素有媒質(zhì)中的聲速還與其他一些因素有關(guān)，如與媒質(zhì)的成分、溫度和壓力關(guān)，如與媒質(zhì)的成分、溫度和壓力等因素有關(guān)，因此，很難把聲速看等因素有關(guān)，因此，很難把聲速看成是一個(gè)不變的恒量。一般采用校成是一個(gè)不變的恒量。一般采用校正具對(duì)聲速進(jìn)行

34、校正，所謂正具對(duì)聲速進(jìn)行校正，所謂校正具校正具就是在傳聲媒質(zhì)中相隔固定距離就是在傳聲媒質(zhì)中相隔固定距離L L0 0安安裝一組探頭反射板，裝一組探頭反射板，如圖所示。如圖所示。 在固介式情況下校證具是一段傳聲的固體，其材料必需在固介式情況下校證具是一段傳聲的固體，其材料必需與測(cè)量液位時(shí)用的傳聲固體完全相同。與測(cè)量液位時(shí)用的傳聲固體完全相同。超聲波從探頭發(fā)出經(jīng)超聲波從探頭發(fā)出經(jīng)反射板反射后回到探頭而被接收，如果在此校正段反射板反射后回到探頭而被接收，如果在此校正段L L0 0的媒質(zhì)中的媒質(zhì)中聲速為聲速為v v0 0, ,從發(fā)到收所經(jīng)歷的時(shí)間為從發(fā)到收所經(jīng)歷的時(shí)間為t t0 0，則，則00 012L

35、v t00tLLt0vv12Lvt當(dāng)當(dāng)時(shí)結(jié)合時(shí)結(jié)合因?yàn)橐驗(yàn)長(zhǎng) L0 0是事前己知的定數(shù)，所以只要測(cè)出兩段時(shí)間是事前己知的定數(shù)，所以只要測(cè)出兩段時(shí)間t t和和t t0 0即可確定液位即可確定液位L L。超聲波液位計(jì)的安裝超聲波液位計(jì)的安裝超聲波液位計(jì)的換能器應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)表面垂直；儀表被安裝在拱形或圓形灌頂，會(huì)造成多次反射回波，在安裝時(shí)應(yīng)盡可能避免；不要將儀表安裝于入料料流的上方，以保證測(cè)量的是介質(zhì)表面而不是入料料流；超聲波液位計(jì)不能安裝于真空環(huán)境中；當(dāng)罐中有攪拌時(shí)，儀表安裝應(yīng)盡量遠(yuǎn)離攪拌器；當(dāng)由于入料、攪拌或容器內(nèi)其他過(guò)程處理時(shí)，會(huì)在液體介質(zhì)表面產(chǎn)生泡沫，泡沫將會(huì)對(duì)發(fā)射信號(hào)造成衰減，此時(shí)，最好改

36、裝導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)；如果容器內(nèi)有很強(qiáng)的氣流（如，安裝在室外），應(yīng)將傳感器安裝于導(dǎo)波管內(nèi)；對(duì)于安裝在室外或潮濕室內(nèi)上的儀表，為了防潮，應(yīng)擰緊電纜密封套，而且要在進(jìn)線口處使電纜彎曲；超聲波液位計(jì)的量程范圍最大可達(dá)30米左右，被測(cè)介質(zhì)可以是腐蝕性液體，如酸、堿等，在電廠的海淡等系統(tǒng)中多有應(yīng)用。超聲波液位計(jì)能夠遠(yuǎn)傳信號(hào)，實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)監(jiān)控；超聲波液位計(jì)工作時(shí)應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)電流、強(qiáng)電磁、高電壓的干擾，且超聲波液位計(jì)不適用于強(qiáng)震動(dòng)工作環(huán)境;安裝超聲波液位計(jì)時(shí)必須考慮超聲波液位計(jì)的盲區(qū)問(wèn)題。當(dāng)液位進(jìn)入盲區(qū)后，超聲波變送器就無(wú)法測(cè)量液位了，所以在確定超聲波液位計(jì)的量程時(shí)，必須留出50公分的余量，安裝時(shí)，變送器探頭必須

37、高出最高液位50公分左右。這樣才能保證對(duì)液位的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)及保證超聲波液位計(jì)的安全,在實(shí)際使用中，因?yàn)榘惭b時(shí)考慮不周，液位計(jì)被水淹沒(méi)，致使液位計(jì)完全損壞。 超聲波液位計(jì)故障超聲波液位計(jì)故障故障現(xiàn)象：液位誤報(bào)，出現(xiàn)滿(mǎn)量程指示。原因分析： 由于水汽液化，或氣溫較低出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，導(dǎo)致超聲波液位計(jì)探頭表面有水珠，從而出現(xiàn)液位誤報(bào)現(xiàn)象。處理方法：取出超聲波探頭，擦去其上的水霧。 超聲波液位計(jì)在安裝正確的情況下，故障頻率也是較低的。超聲波液位測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)：超聲波液位測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)： 與介質(zhì)不接觸，無(wú)可動(dòng)部件，電子元件只以聲頻振動(dòng)，振幅小，儀器壽命長(zhǎng)；超聲波傳播速度比較穩(wěn)定，光線、介質(zhì)粘度、濕度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率、熱

38、導(dǎo)率等對(duì)檢測(cè)幾乎無(wú)影響，因此適用于有毒、腐蝕性或高粘度等特殊場(chǎng)合的液位測(cè)量；不僅可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量，還能方便地提供遙測(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。 超聲波液位測(cè)量的缺點(diǎn)：超聲波液位測(cè)量的缺點(diǎn)： 超聲波儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)超聲波傳播介質(zhì)溫度或密度發(fā)生變化，聲速也將發(fā)生變化，對(duì)此超聲波液位計(jì)應(yīng)有相應(yīng)的補(bǔ)償措施，否則嚴(yán)重影響測(cè)量精度；有些物質(zhì)對(duì)超聲波有強(qiáng)烈吸收作用，選用測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器時(shí)要充分考慮液位測(cè)量的具體情況和條件。雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理 雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射反射接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，

39、電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下： D=CT/2式中 D雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離 C光速 T電磁波運(yùn)行時(shí)間 雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線的距離，從而知道液面的液位。在實(shí)際運(yùn)用中，雷達(dá)液位計(jì)有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì)，功耗大，須采用四線制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)，功耗低，可用二線制的24V DC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，適用范圍更廣。 雷達(dá)式液位計(jì)按照其測(cè)量結(jié)構(gòu)不同主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是雷達(dá)液位計(jì)，另一類(lèi)是導(dǎo)波雷達(dá)式液位計(jì)。雷達(dá)液位計(jì)是指通過(guò)空間傳播發(fā)射和接收電

40、磁波的液位測(cè)量?jī)x表；導(dǎo)波雷達(dá)則是通過(guò)波導(dǎo)體傳導(dǎo)來(lái)發(fā)射和接收電磁波的液位測(cè)量?jī)x表。 導(dǎo)波雷達(dá)式液位測(cè)量?jī)x表是一種基于時(shí)域反射測(cè)量（TDR）原理、智能型、兩線制連續(xù)液位變送器。沿著浸入過(guò)程介質(zhì)的探桿，引導(dǎo)低功率毫微秒脈沖。當(dāng)脈沖抵達(dá)所測(cè)量的物料表面時(shí)，部分能量被反射并返回變送器，并將產(chǎn)生脈沖和反射脈沖之間的時(shí)差換算成距離，以此來(lái)計(jì)算總液位的位置。 對(duì)于測(cè)量性能而言，產(chǎn)品的反射率是關(guān)鍵參數(shù)。較高介電常數(shù)的介質(zhì)具有更好的反射效果并能擴(kuò)大量程。與湍流表面相比，平靜的表面具有更好的反射效果。 事實(shí)上，雷達(dá)液位計(jì)與導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)都是利用發(fā)射和接收電磁波脈沖來(lái)測(cè)量發(fā)射器和液位之間的距離的，其最大的不同之處在于

41、導(dǎo)波雷達(dá)式液位計(jì)使用了導(dǎo)波探桿。這是對(duì)于導(dǎo)波探桿的應(yīng)用，才使導(dǎo)波雷達(dá)式液位計(jì)也更加的穩(wěn)定，能夠測(cè)量液面波動(dòng)，起泡沫等許多復(fù)雜的液面環(huán)境，更加擴(kuò)展了雷達(dá)式液位計(jì)的應(yīng)用范圍。雷達(dá)液位計(jì)微波信號(hào)頻率雷達(dá)液位計(jì)微波信號(hào)頻率雷達(dá)液位計(jì)的典型波段為5.8GHz、10GHz、24GHz。通常我們稱(chēng)5.8GHz(或6.3GHz)的頻率為C波段微波；10GHz的頻率為X波段微波;24GHz(或26GHz)的頻率為K波段微波。E+H的雷達(dá)液位計(jì)FMR230：喇叭天線，頻率為6GHz，特別適用于緩沖和過(guò)程罐的測(cè)量；FMR231：桿式天線，頻率為6GHz，特別適用于需要強(qiáng)的化學(xué)品適應(yīng)性的場(chǎng)合；FMR240：具備小的喇

42、叭天線，頻率為26GHz，精度為3mm,特別適用于小型容器；FRM244：喇叭天線，頻率為26GHz，精度為3mm抗腐蝕性強(qiáng)；FRM245：頻率為26GHz精度為3mm，抗腐蝕性強(qiáng)，易于清理。顆粒小型儲(chǔ)油罐 測(cè)量范圍： 20 米 工作頻率： 6.8GHz。德國(guó)科隆的TCRD500 :工作頻率： 100MHZ-1.8GHZ 測(cè)量范圍： 纜式 0-35m TCRD501:應(yīng)用： 過(guò)程條件簡(jiǎn)單，腐蝕性的液體、漿料、固體 比如： 水液儲(chǔ)罐 酸堿儲(chǔ)罐漿料儲(chǔ)罐固體顆粒小型儲(chǔ)油罐測(cè)量范圍：6米 頻率范圍：6.8GHz TCRD502 應(yīng)用： 過(guò)程條件簡(jiǎn)單，腐蝕性的液體、漿料、固體 比如： 水液儲(chǔ)罐 酸堿儲(chǔ)罐

43、 漿料儲(chǔ)罐 固體顆粒 小型儲(chǔ)油罐 測(cè)量范圍：6 米 頻率范圍： 6.3GHz TCRD503 應(yīng)用： 過(guò)程條件簡(jiǎn)單，腐蝕性的液體、漿料、固體比如： 水液儲(chǔ)罐 酸堿儲(chǔ)罐 漿料儲(chǔ)罐 固體顆粒 小型儲(chǔ)油罐 測(cè)量范圍： 35 米 頻率范圍： 6.8GHz TCRD504應(yīng)用： 存儲(chǔ)或過(guò)程容器腐蝕性的液體、漿料、固體比如： 水液儲(chǔ)罐 酸堿儲(chǔ)罐 漿料儲(chǔ)罐 固體顆粒 小型儲(chǔ)油罐 測(cè)量范圍： 20 米 工作頻率： 6.8GHz TCRD505應(yīng)用： 過(guò)程條件簡(jiǎn)單，腐蝕性的液體、漿料、固體 比如： 水液儲(chǔ)罐 酸堿儲(chǔ)罐 漿料儲(chǔ)罐 固體 由于雷達(dá)液位計(jì)的增益系數(shù)和波束角的大小和微波的波長(zhǎng)以及雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口尺寸大

44、小有關(guān)系。因此，越來(lái)越多的雷達(dá)液位計(jì)制造商開(kāi)始研發(fā)采用高頻率微波技術(shù)來(lái)改善雷達(dá)液位計(jì)的性能。同時(shí)，采用高頻技術(shù)后，可以在提高雷達(dá)性能的同時(shí)，大大縮小天線的尺寸，使安裝更加方便。雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn) 雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，無(wú)可動(dòng)部件，不存在機(jī)械磨損，使用壽命長(zhǎng)。雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量時(shí)發(fā)出的電磁波能夠穿過(guò)真空，不需要傳輸媒介，具有不受大氣、蒸氣、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點(diǎn)，能用于揮發(fā)的介質(zhì)的液位測(cè)量。雷達(dá)液位計(jì)幾乎能用于所有液體的液位測(cè)量。電磁波在液位表面反射時(shí)，信號(hào)會(huì)衰減，當(dāng)信號(hào)衰減過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)無(wú)法測(cè)到足夠的電磁波信號(hào)。導(dǎo)電介質(zhì)能很好地反射電磁波，對(duì)VEGAPULS雷達(dá)液位計(jì)，甚

45、至微導(dǎo)電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。介電常數(shù)大于1.5的非導(dǎo)電介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0)也能夠保證足夠的反射波，介電常數(shù)越大，反射信號(hào)越強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中，幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。采用非接觸式測(cè)量，不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。測(cè)量范圍大，最大的測(cè)量范圍可達(dá)0-35m，可用于高溫、高壓的液位測(cè)量。天線等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強(qiáng)，能適應(yīng)腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境。功能豐富，具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。輸入液面的實(shí)際液位，軟件能自動(dòng)地標(biāo)識(shí)出液面到天線的虛假回波，排除這些波的干擾。參數(shù)設(shè)定方便，可用液位計(jì)上的簡(jiǎn)易操作鍵進(jìn)行設(shè)定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有VEGA Vi

46、sual Operating軟件的 PC機(jī)在遠(yuǎn)程或直接接在液位計(jì)的通信端進(jìn)行設(shè)定，十分方便。 由于雷達(dá)液位計(jì)采用的微波是一種電磁波，在傳播的過(guò)程不需要傳輸媒介的傳遞，因此基本上不需要考慮揮發(fā)性氣體和蒸汽、溫度、壓力(真空)、甚至粉塵的影響。而且，由于是基于回波反射測(cè)距的原理(TOF)，對(duì)雷達(dá)液位計(jì)來(lái)說(shuō)，不存在磨損等問(wèn)題，因此基本不需要維護(hù)；頂部安裝的方式也使安裝更加方便；而且由于微波的特性，相對(duì)其它液位測(cè)量方式，它的精度一般都能達(dá)到0.1%(全量程)的精度。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝注意事項(xiàng)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝注意事項(xiàng)A.嚴(yán)禁靠近入口管安裝；B.嚴(yán)禁靠近攪拌器安裝。如果探桿可移動(dòng)到距離攪拌器30cm的范

47、圍內(nèi)，需將探桿固定；C.如果由于儲(chǔ)罐內(nèi)湍流狀態(tài)使探桿容易搖擺，應(yīng)將探桿固定在儲(chǔ)罐底部；D.避免靠近加熱盤(pán)管安裝；E.確保噴嘴不延伸進(jìn)入儲(chǔ)罐底部；F.確保探桿不與噴嘴或儲(chǔ)罐內(nèi)其他物體接觸；G.探桿的定位應(yīng)保證探桿所受側(cè)力最小。核輻射式液位計(jì)射線在穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，會(huì)被物質(zhì)的原子散射和吸射線在穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，會(huì)被物質(zhì)的原子散射和吸收它的強(qiáng)度隨著物質(zhì)層的厚度呈指數(shù)規(guī)律而衰減：收它的強(qiáng)度隨著物質(zhì)層的厚度呈指數(shù)規(guī)律而衰減：HeII0式中：式中：I I。為射入介質(zhì)前的。為射入介質(zhì)前的Y Y射線強(qiáng)度；射線強(qiáng)度； I I為通過(guò)介質(zhì)厚度為為通過(guò)介質(zhì)厚度為H H后的后的射線強(qiáng)度射線強(qiáng)度 為介質(zhì)對(duì)為介質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)。射線

48、的吸收系數(shù)。 不同物質(zhì)對(duì)同位素射線的吸收能力不同，一般固體最強(qiáng)，液體次之，氣體最差。 對(duì)于一定的放射線源和一定的被測(cè)介質(zhì)，如果入射介質(zhì)前的射線強(qiáng)度I0和吸收系數(shù)都是定值，則介質(zhì)厚度H與穿過(guò)介質(zhì)后的射線強(qiáng)度I的關(guān)系為 由此可見(jiàn)，只要測(cè)出通過(guò)介質(zhì)后的射線強(qiáng)度I，便可求出被測(cè)介質(zhì)的厚度H。IIHlnln10 下圖所示為輻射源與接收器均是為固定安裝方式的核幅射下圖所示為輻射源與接收器均是為固定安裝方式的核幅射液位計(jì)。其中液位計(jì)。其中 (a)(a)為長(zhǎng)輻射源和長(zhǎng)接收器形式，輸出線性度好；為長(zhǎng)輻射源和長(zhǎng)接收器形式，輸出線性度好； (b)(b)為點(diǎn)輻射源和點(diǎn)接收器形式，輸出線性度較差。為點(diǎn)輻射源和點(diǎn)接收器形

49、式，輸出線性度較差。核輻射式液位計(jì)核輻射式液位計(jì) 1-1-放射源；放射源； 2-2-接收器接收器核幅射式液位計(jì)由輻射源、接收器和測(cè)量?jī)x表組成。輻射源一般用鈷60或銫，放在專(zhuān)門(mén)的鉛室中，安裝在被測(cè)容器的一側(cè)。幅射源在結(jié)構(gòu)上只能允許射線經(jīng)鉛室的一個(gè)小孔或窄縫透出； 接收器與前置放大器裝在一起，安裝在被測(cè)容器另一側(cè)，射線由蓋革計(jì)數(shù)管吸收，每接收到一個(gè)粒子，就輸出一個(gè)脈沖電流。射線越強(qiáng)，電流脈沖數(shù)越多，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； 輻射式液位計(jì)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、電磁場(chǎng)的影響，

50、而且可以穿透各種介質(zhì)，包括固體，因此能實(shí)現(xiàn)完全非接觸測(cè)量； 以上這些特點(diǎn)使得輻射式液位計(jì)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)介質(zhì)、高溫熔融體等的液位測(cè)量； 但在使用時(shí)仍要注意控制劑量，作好防護(hù)，以防射線泄漏對(duì)人體造成傷害。核輻射式液位計(jì)的特點(diǎn)核輻射式液位計(jì)的特點(diǎn)A.A. 可以從容器、罐等密封裝置的外部以非接可以從容器、罐等密封裝置的外部以非接 觸的方式進(jìn)行測(cè)量；觸的方式進(jìn)行測(cè)量；B.B. 不受溫度、壓力、粘度和流速等被測(cè)介質(zhì)不受溫度、壓力、粘度和流速等被測(cè)介質(zhì) 性質(zhì)和狀態(tài)的限制；性質(zhì)和狀態(tài)的限制；C.C. 可以測(cè)量比重差很小的

51、兩層介質(zhì)的相界面可以測(cè)量比重差很小的兩層介質(zhì)的相界面 位置；位置；D.D. 在應(yīng)用中必須進(jìn)行防護(hù)。在應(yīng)用中必須進(jìn)行防護(hù)。反應(yīng)堆壓力容器水位測(cè)量反應(yīng)堆壓力容器水位測(cè)量 美國(guó)三哩島核事故后，美國(guó)核管會(huì)要求所有商用壓水堆核電站必須安裝反應(yīng)堆壓力容器水位測(cè)量裝置，并對(duì)反應(yīng)堆水位測(cè)量、系統(tǒng)提出如下主要要求：水位測(cè)量?jī)x表及其關(guān)聯(lián)系統(tǒng)不應(yīng)破壞反應(yīng)堆壓力容器 和反應(yīng)堆冷卻劑管道的完整性也不應(yīng)產(chǎn)生不可接受 的附加載荷振動(dòng)、電磁場(chǎng)、輻射以及對(duì)動(dòng)力機(jī)械和其 它系統(tǒng)產(chǎn)生干擾作用的噪聲，尤其不應(yīng)該損害壓力邊 界和放射性污染準(zhǔn)則；在毋需改變量程的情況下，水位測(cè)量?jī)x表必須在上腔室和堆芯區(qū)域發(fā)揮功能；儀表信號(hào)的處理必須簡(jiǎn)單而

52、明確，可靠性高，儀表如果 發(fā)生故障或誤差增大，應(yīng)有清晰的指示；儀表信號(hào)和處理后的信號(hào)應(yīng)該易懂易讀而且不受反應(yīng) 堆壓力容器的環(huán)境條件如下降段水位、硼、控制棒、 熱循環(huán)、腐蝕、浸蝕、輻射和振動(dòng)等的影響；測(cè)量?jī)x表的最大使用壽命、檢查、維修和調(diào)整等時(shí)間間 隔至少等于或大于換料周期；儀表必須可以調(diào)校，以提供可接受的允許偏差。在已知 誤差帶的情況下，偏差的最大值為堆芯高度的十分之一；必須符合多重性原則。熱端加熱熱電偶法熱端加熱熱電偶法 熱端加熱熱電偶水位測(cè)量原理，是以浸沒(méi)在反應(yīng)堆壓力容器冷卻劑中熱端加熱熱電偶其加熱端和不加熱端之間產(chǎn)生的溫差為基礎(chǔ)的。如果某個(gè)敏感元件浸沒(méi)在熱傳導(dǎo)較高的液態(tài)中時(shí)，它的溫差幾乎

53、為零，然而在冷卻劑沒(méi)有浸沒(méi)的敏感元件溫差則大。這樣可準(zhǔn)確地反映壓力容器的水位。用該元件組成的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)監(jiān)側(cè)反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)燃料對(duì)準(zhǔn)板以上區(qū)域的水位。 當(dāng)發(fā)生失水事故時(shí)，壓力容器內(nèi)充滿(mǎn)兩相流混合物。如果采用了熱端加熱熱電偶法測(cè)量水位，將會(huì)得到精確的水位值。這是因?yàn)樵撍粶y(cè)量系統(tǒng)中的分離管具有將周?chē)钠畠上噙M(jìn)行水力分離功能。因此，即使在兩相或液汽相分界不清的情況下，或者在泡沫兩相混合狀態(tài)時(shí)，都可進(jìn)行有效的水位測(cè)量。熱電法采用熱電偶測(cè)量溫度場(chǎng)，下圖為熱電偶測(cè)量高溫金屬熔液液位原理圖。 圖中:a-容器壁；b-凝固金屬；c-鋼水；d-熱電偶。 在容器壁上選定一系列測(cè)量點(diǎn)，裝上熱電偶，并將各測(cè)點(diǎn)上熱電偶

54、的輸出記錄下來(lái)，得到如圖所示的溫度-電勢(shì)分布曲線，曲線上反映出第7個(gè)和第8個(gè)測(cè)點(diǎn)之間產(chǎn)生了溫度突變，因此液面就在第7與第8測(cè)點(diǎn)之間。差壓水位測(cè)量法差壓水位測(cè)量法 差壓水位測(cè)量法是利用反應(yīng)堆容器底部與頂部的壓差直差壓水位測(cè)量法是利用反應(yīng)堆容器底部與頂部的壓差直接測(cè)量壓力容器內(nèi)水位的。接測(cè)量壓力容器內(nèi)水位的。 差壓水位測(cè)量系統(tǒng)中有兩套差壓測(cè)量裝置，一只稱(chēng)為差壓水位測(cè)量系統(tǒng)中有兩套差壓測(cè)量裝置，一只稱(chēng)為“窄量窄量程單元程單元”( (Pa)Pa)，用來(lái)測(cè)量主泵停轉(zhuǎn)時(shí)，反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)在，用來(lái)測(cè)量主泵停轉(zhuǎn)時(shí)，反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)在自然循環(huán)狀態(tài)下的從底部到頂部的實(shí)際水位自然循環(huán)狀態(tài)下的從底部到頂部的實(shí)際水位(

55、0100(0100) )；當(dāng)主；當(dāng)主泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，窄量程單元指示為滿(mǎn)刻度。另一只稱(chēng)為泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，窄量程單元指示為滿(mǎn)刻度。另一只稱(chēng)為“寬量程單寬量程單元元”( (Pb)Pb)，它的刻度數(shù)是從主泵停轉(zhuǎn)時(shí)壓力容器水位，它的刻度數(shù)是從主泵停轉(zhuǎn)時(shí)壓力容器水位0 0到所有到所有主泵運(yùn)轉(zhuǎn)的滿(mǎn)水位主泵運(yùn)轉(zhuǎn)的滿(mǎn)水位100100。在全部主泵停轉(zhuǎn)而容器滿(mǎn)水位時(shí)，寬。在全部主泵停轉(zhuǎn)而容器滿(mǎn)水位時(shí)，寬量程單元讀數(shù)約為量程單元讀數(shù)約為330330。 差壓變送器安裝在安全殼外的差壓變送器安裝在安全殼外的主要目的主要目的是消除事故后安全是消除事故后安全殼內(nèi)部環(huán)境發(fā)生變化殼內(nèi)部環(huán)境發(fā)生變化( (溫度、壓力和輻射等溫度、壓力和輻射等)

56、 )而引起測(cè)量精度大而引起測(cè)量精度大幅度下降幅度下降( (估計(jì)為估計(jì)為1515左右左右) )。同時(shí)，這也是為了便于操作人員。同時(shí)，這也是為了便于操作人員對(duì)安裝在安全殼外的變送器進(jìn)行校正、更換、參考段復(fù)檢和變對(duì)安裝在安全殼外的變送器進(jìn)行校正、更換、參考段復(fù)檢和變送器內(nèi)填充物充注。送器內(nèi)填充物充注。名稱(chēng)名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)規(guī)格型號(hào)數(shù)量數(shù)量活扳手活扳手30030036mm36mm2 2把把活扳手活扳手25025030mm30mm1 1把把螺絲刀螺絲刀十字形十字形1 1把把螺絲刀螺絲刀一字形一字形1 1把把穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源24VDC24VDC10%10%1 1臺(tái)臺(tái)電阻電阻250250、0.5W0.5W1 1只

57、只精密壓力表精密壓力表YB-150(0.25YB-150(0.25級(jí)級(jí)) )1 1套套壓力表校驗(yàn)器壓力表校驗(yàn)器1 1臺(tái)臺(tái)壓力校驗(yàn)儀壓力校驗(yàn)儀可配置不同量程模塊可配置不同量程模塊1 1臺(tái)臺(tái)對(duì)講機(jī)對(duì)講機(jī)1 1對(duì)對(duì)多功能校驗(yàn)儀多功能校驗(yàn)儀FLUKE-744FLUKE-7441 1只只萬(wàn)用表萬(wàn)用表FLUKE-17BFLUKE-17B1 1只只375375手持式終端手持式終端 1 1臺(tái)臺(tái)BT200BT200手持式終端手持式終端 1 1臺(tái)臺(tái)其他材料：絕緣膠布、白布、生料帶、短接線、夾子等。其他材料：絕緣膠布、白布、生料帶、短接線、夾子等。通用工具器清單通用工具器清單電動(dòng)儀表通用故障原因電動(dòng)儀表通用故障原因

58、 對(duì)于電動(dòng)儀表而言，大部分故障出在對(duì)于電動(dòng)儀表而言，大部分故障出在接觸不良、斷路、短路、接觸不良、斷路、短路、松脫松脫等四個(gè)方面。等四個(gè)方面。接觸不良接觸不良 儀表插件板、接線端子的表面氧化、松動(dòng)以及導(dǎo)線的似斷非儀表插件板、接線端子的表面氧化、松動(dòng)以及導(dǎo)線的似斷非斷狀態(tài)，都是造成接觸不良的主要原因。斷狀態(tài)，都是造成接觸不良的主要原因。斷路斷路 因儀表引線一般較細(xì)，在拉機(jī)芯或操作過(guò)程中稍有相碰，都會(huì)因儀表引線一般較細(xì)，在拉機(jī)芯或操作過(guò)程中稍有相碰，都會(huì)造成斷路，保險(xiǎn)絲的燒毀、電氣元件內(nèi)部斷路也是一個(gè)方面。造成斷路，保險(xiǎn)絲的燒毀、電氣元件內(nèi)部斷路也是一個(gè)方面。短路短路 導(dǎo)線的裸露部分相碰，晶體管、

59、電容擊穿是短路的常見(jiàn)現(xiàn)象。導(dǎo)線的裸露部分相碰，晶體管、電容擊穿是短路的常見(jiàn)現(xiàn)象。松脫松脫 主要是機(jī)械部分，諸如滑線盤(pán)、指針、螺釘?shù)龋瑲鈩?dòng)儀表也主要是機(jī)械部分，諸如滑線盤(pán)、指針、螺釘?shù)?，氣?dòng)儀表也有類(lèi)似現(xiàn)象。有類(lèi)似現(xiàn)象。分析判斷故障原因的方法分析判斷故障原因的方法一般有以下幾個(gè)方面：一般有以下幾個(gè)方面：A.A.故障發(fā)生前的使用情況和有無(wú)什么先兆；故障發(fā)生前的使用情況和有無(wú)什么先兆；B.B.故障發(fā)生時(shí)有無(wú)打火、冒煙、異常氣味現(xiàn)象；故障發(fā)生時(shí)有無(wú)打火、冒煙、異常氣味現(xiàn)象；C.C.供電電壓變化情況；供電電壓變化情況；D.D.過(guò)熱、雷電、潮濕、碰撞等外界情況；過(guò)熱、雷電、潮濕、碰撞等外界情況；E.E.有

60、無(wú)受到外界強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)的干擾；有無(wú)受到外界強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)的干擾；F.F.是否有使用不當(dāng)或誤操作情況；是否有使用不當(dāng)或誤操作情況；G.G.在正常使用中出現(xiàn)的故障，還是校驗(yàn)或修理更換元器件在正常使用中出現(xiàn)的故障，還是校驗(yàn)或修理更換元器件后出現(xiàn)的故障；后出現(xiàn)的故障；H.H.以前發(fā)生過(guò)哪些故障及修理情況等以前發(fā)生過(guò)哪些故障及修理情況等；I.I.從回路系統(tǒng)考慮，是否由于系統(tǒng)操作或某種工況引起從回路系統(tǒng)考慮，是否由于系統(tǒng)操作或某種工況引起。外觀檢查外觀檢查外觀檢查主要內(nèi)容包括：外觀檢查主要內(nèi)容包括： A.A.儀器儀表外殼及表盤(pán)玻璃是否完好，指針是否變形或與刻度盤(pán)儀器儀表外殼及表盤(pán)玻璃是否完好，指針是否變形或