化工儀表第四章物位

化工儀表第四章物位第1頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一物位檢測方法應(yīng)用浮力原理檢測物位應(yīng)用靜壓原理檢測物位應(yīng)用超聲波反射檢測物位電磁檢測核輻射檢測光學(xué)檢測物位檢測儀表超聲波物位計本章主要內(nèi)容第2頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一物位-----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

液位――容器中的液體介質(zhì)的高低料位――容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度

物位檢測的作用

①確定容器中的貯料數(shù)量，以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要或進行經(jīng)濟核算；②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)；③對它的上下極限位置進行報警，以保證生產(chǎn)安全、正常進行。

物位的基本概念第3頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一物位檢測方法應(yīng)用浮力原理檢測物位應(yīng)用靜壓原理檢測物位應(yīng)用超聲波反射檢測物位電磁檢測核輻射檢測光學(xué)檢測第4頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一應(yīng)用浮力原理檢測物位利用漂浮于液面上的浮標或浸沒于液體中的浮筒對液位進行測量的。當液位變化時，前者產(chǎn)生相應(yīng)的位移，而所受到的浮力維持不變，后者則發(fā)生浮力的變化。因此，只要檢測出浮標的位移或浮筒所受到的浮力的變化，就可以知道液位的高低。

恒浮力法液位測量示意圖

測量原理第5頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一應(yīng)用靜壓原理檢測物位壓力表測量液位原理

通過液柱靜壓的方法對液位進行測量的。敞口容器：多用直接測量容器底部壓力的方法。如圖所示，測壓儀表通過導(dǎo)壓管與容器底部相連，由測壓儀表的壓力指示值，便可推知液位的高度。

其關(guān)系為式中

P—測壓儀表指示值H—液位的高度ρ—液體的密度g—重力加速度

式中PA、PB——分別是液面上部介質(zhì)壓力和液面以下H深度的液體壓力。密閉容器：測量容器底部壓力，除與液面高度有關(guān)外，還與液面上部介質(zhì)壓力有關(guān)，其關(guān)系為第6頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一差壓變送器測量液位時的零點遷移問題（重點）安裝位置條件不同存在著儀表零點遷移問題特征：差壓變送器的正壓室取壓口正好與容器的最低液位（Hmin=0）處于同一水平位置。作用于變送器正、負壓室的差壓ΔP與液位高度H的關(guān)系為ΔP=Hρg。當H=0時，正負壓室的差壓ΔP=0，變送器輸出信號為4mA當H=Hmax時，差壓ΔPmax=ρgHmax，變送器的輸出信號為20mA，無遷移第7頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一負遷移

差壓變送器的正、負壓室的壓力分別為

正、負壓室的壓差為當被測液位H=0時，ΔP=-（h2-h1）ρ2g<0，使變送器在H=0時輸出電流小于4mA；H=Hmax時，輸出電流小于20mAΔP=Hρg第8頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一正遷移

變送器的安裝位置與容器的最低液位（H=0）不在同一水平位置

正、負壓室的壓力分別為正、負壓室的壓差為

當被測液位H=0時，ΔP=h1ρg>0，從而使變送器在H=0時輸出電流大于4mA；H=Hmax時，輸出電流大于20mA。第9頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一應(yīng)用靜壓原理檢測物位（a）無遷移

（b）負遷移

（c）正遷移0500042020007000ΔP(Pa)-20003000I0(mA)某壓力變送器的測量范圍：0~5000Pa，固定差壓=2000Pa第10頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)其他物位計一、電容式物位計二、核輻射物位計三、雷達式液位計四、稱重式液罐計量儀第11頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一一、電容式物位計測量原理當D和d一定時，電容量C的大小與極板的長度L和介質(zhì)的介電系數(shù)e的乘積成比例。這樣，將電容傳感器(探頭)插入被測物料中，電極浸入物料中的深度隨物位高低變化，必然引起其電容量的變化，從而可檢測出物位。第12頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一液位的檢測零點的電容為當液位上升為H時，電容量變?yōu)殡娙萘康淖兓癁榈?3頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一料位的檢測電容法可以測量固體塊狀、顆粒體及粉料的料位電容量變化與料位升降的關(guān)系為第14頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一核輻射物位計入射強度為Io的放射源，隨介質(zhì)厚度而呈指數(shù)規(guī)律衰減適用于高溫、高壓容器、強腐蝕、劇毒、有爆炸性、黏滯性、易結(jié)晶或沸騰狀態(tài)的介質(zhì)的物位測量，還可以測量高溫融熔金屬的液位第15頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一雷達式液位計H=L—H0

H=L-ct/2只要測得時間t，就可以計算出液位的高度H。雷達探測器對時間的測量有微波脈沖法及連續(xù)波調(diào)頻法兩種方式第16頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一脈沖發(fā)生器生成一系列脈沖信號，由發(fā)送器送至天線發(fā)出，到達液面并由液面反射后由接收器接收。計時器收到由脈沖發(fā)生器和由信號接收器來的脈沖信號后，要直接計算它們的時間差往往達不到所要求的精確程度。微波脈沖法通常采用合成脈沖波的方法，即先對發(fā)射波和反射波進行合成，得到合成脈沖雷達波，然后通過測量發(fā)射波和反射波的頻率差，來間接計算脈沖波的往返時間t，這樣就可以計算出被測的液位高度H。第17頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一稱重式液罐計量儀稱重儀是根據(jù)天平原理設(shè)計的杠桿平衡時，有(p2—p1)A1L1=MgL2

(p2—p1)=Hρg式中L2=KiM0

第18頁，共19頁，2023年，2月20日，星期一用一臺雙法蘭式差壓變送器測量某容器的液位，如圖4-15所示。已知被測液位的變化范圍為0～3m，被測介質(zhì)密度ρ=900kg/