第三章物位测量及变送详解.ppt

第三章 物位测量及变送 概述 浮力式液位计 差压式液位计 其它物位计 小结 物位测量： 液位—气体和液体间的分界面。 第一节 概 述 界位—两种不同液体间的接触面；液体与固体间的 接触面。 料位—气体与固体颗粒或粉末的分界面。 返回 第二节 浮力式液位计 利用漂浮于液面上的浮子高度或浸入液体中浮 子的浮力变化测知液位或界位。 恒浮力式 自动跟踪式、浮标式、浮球式、钢带式液位计等。 变浮力式 浮筒式液位计 浮力不变。浮子永远漂浮在液面上，位置随着液位变化。 浮力变化。浮子浸没在液体里，浮力随液位变化。 恒浮力原理 原理示意 返回 确定浮标位置→液位 确定浮力变化→液位 测量原理： 第二节 浮力式液位计 （一）磁翻转式液位计 每个翻板或翻球的翻转直径为10mm。 返回 一、恒浮力式 浮子位置随液位高低而变，检测其位移，可知液位高度。 第二节 浮力式液位计 （二）浮球式液位计 1. 工作原理 2. 特点 （1）量程小，受连杆长度和角度限制； （2）精度低，最高0.5级左右； （3）适用于温度、粘度较高，压力不 高的液位测量。 W—浮球的重力； G—重锤的重力； OA—转轴到浮球中心垂直距离； OB—转轴到重锤中心垂直距离。 内浮球液位计 P≤4MPa，T≤450℃，ρ≥0.55g/cm3 H≤ 1200mm H ↑→ F ↑→ (W-F) ↓→ 杠杆顺时针转动→F ↓ 返回 第二节 浮力式液位计 二、变浮力式 介质浸没物体的高度或密度变化时，物体所受浮力发生变化。由浮力的变化可测知物位高度。 此原理液位计：浮筒式液位计 （一）工作原理 C —弹簧刚度； x —弹簧压缩位移； A —浮筒截面； H —浮筒浸没高度； ΔH↑→浮筒上移Δx 返回 第二节 浮力式液位计 （二）扭力管式结构 1.测量元件 作用：ΔH →Δθ H↑→ 浮力↑→ Fx↓→扭角Δθ↓ H = Hmax时：杠杆作用力为 H=0时：杠杆作用力为 Ｆx =Ｗ 扭力管产生扭角△θmax(约7°)。 扭力管产生最小扭角为△θmin (约2°)。 A —浮筒截面积； ρ —被测液体密度。 Fx ↓ 测量部分 返回 第二节 浮力式液位计 2. 转换部分 作用：将Δθ→Δu→ I0 K —比例系数，K=0～100% 短路环转至中舌最左端时，K=0；最右端时，K=100%。 Φ01=KΦ0 Φ02 =（1-K）Φ0 Z —磁通-电压转换系数。 Δu与K成正比，则Δu与Δθ成正比。 差动变压器 返回 第二节 浮力式液位计 返回 第二节 浮力式液位计 1. 量程由浮筒长度决定。 国产：300、500、800、1200、1600、2000mm （三）特点 2. 只能用于测量轻、净介质。 3. 当被测介质密度变化时，必须进行密度修正。 4. 精度0.5～1.0级，可测液位、界位。 返回 第三节 差压式液位计 液柱静压P=ρgH，与介质密度和液柱高度成正比。 其中：ΔP—差压值； H—液位高度； ρ—介质密度； g—重力加速度。 敞口容器：差压变送器负压室通大气或压力变送器。 密闭容器：差压变送器负压室连接容器的气相部分。 一、工作原理 返回 操作条件不变时，测静压得液位。 第三节 差压式液位计 二、零点迁移 差压变送器测液位，一般情况下： 实用中，大多数情况下，存在零点迁移问题。 此为理想情况，称为无迁移。 即：H=0 ，ΔP =0 1. 正迁移 H = 0 ΔP=hρg 0 I 4mA； H = Hmax ΔPmax=Hmaxρg + hρg I 20mA 正迁移(图3-14) 返回 第三节 差压式液位计 设: 变送器量程ΔPmax = 5000Pa hρg = 2000Pa 调整压差为大于零的附加静压，称正迁移。 H = 0 ΔP = 2000Pa 调零点迁移使 I= 4mA； H = Hmax ΔPmax= 5000+2000=7000Pa I= 20mA。 2. 负迁移 负压侧与取压点之间安装隔离罐或冷凝罐。 H = 0 ΔP= -hρg0 I 4mA H = Hmax ΔPmax=Hmaxρg–hρg I≤ 4mA 返回 第三节 差压式液位计 设: 变送器的量程ΔPmax =