第3章 检测仪表与传感器(物位检测).ppt

第三章 检测仪表与传感器 物位检测及仪表 §3.4 物位检测及仪表 level gauging 教学内容 一．概述 确定容器中的贮料数量，保证连续生产的需要、经济核算。 连续监视或控制容器中的物位，使它保持在规定的范围内。 对容器中的物位进行上、下限报警，以保证生产安全、正常进行。 2．物位计分类 直读式物位计 压差式物位计 浮力式物位计 电磁式物位计 核辐射式物位计 超声波物位计 光电式物位计 （7）光学式物位仪表 利用物位对光波的遮断和反射原理 1.工作原理 ?利用容器内液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理。 2.零点迁移问题zero shift （1）无零点迁移情况 零点迁移 负迁移：用迁移弹簧平衡负压室上固定压差影响的过程。 正迁移： 零点迁移和调零 三.用法兰式差压变送器测量液位 四.电容式物位传感器 capacitor 物位变化→电容量变化 便于远传，使用方便，适合测量液位、固体粉末、颗粒状物的料位。 1．工作原理 在电容器的极板间，充以不同介质（液体或固体颗粒、粉末），电容量变化的大小与注入地深度H成比例，测出Cx，可得到液位、料位或液体的分界面高度。 C x与物位高度H成比例 ε-ε0越大，仪表越灵敏度 电容器两极间距离越小，仪表越灵敏 2）导电介质的液位 3.料位的检测 4.电容式物位传感器的特点 结构简单、使用方便。 介质浓度、温度变化时，要及时调整仪表。 对于粘稠的液体不能在电极上黏附，以免影响精度。 五.核辐射式物位计 放射线同位素→α、β、γ射线→穿过物质→原子电离→一部分射线被吸收掉 1．工作原理 ???? 放射线射入一定厚度的介质时，其强度随着通过介质时厚度增加而减弱，其强度衰减规律为 用接收器检测透过介质后的射线强度，即可知料位。 2．特点 能透过钢板等，不接触被测物质，适于高温、高压容器；有毒、爆炸性、粘滞性、易结晶和沸腾状态的介质的物位及高温熔融金属的液位。 不受外界环境影响，可在高温、烟雾、强磁场等环境下工作。 剂量要严格控制。 六.称重式液罐计量仪 既能准确测量液位，又能反应导电性储罐中真实的质量储量。 1．结构 2．工作原理 根据用途不同分为：位式作用和连续作用两类 1.原理 （连续式） 八．超声波液位计 1.测量原理 将换能器（锆钛酸铅或钛酸钡压电陶瓷）安装于容器底部外侧，加一个时间极短的电压脉冲，被转变为超音频的机械振动，以超声波的形式穿过容器底壁，向上传播到液体表面被反射后，返回换能器，重新转换为电压脉冲。用计时电路测定超声波在液体中来回的时间t，则液面高度 2.优点 不与被测液体接触，特别适于强腐蚀性、高压、有毒、高粘度液体的测量。 连续测量液位，没有机械可动部件，使用寿命很长。但被测液体中不能有气泡和悬浮物，液面不能有很大的波浪，产生误差。 安装方便，启动简单，换能器怕热，不适于高温液位的测量。 测量精度主要受声速ν随温度变化的影响，须采取措施消除声速变化的影响。 波纹管 杠杆 发讯器 电机 砝码 P1、P2 作用力 偏转 转动 信息 移动 至平衡 储量 控制器 M——砝码重量； g——重力加速度； A1——波纹管有效面积； A——储罐底面积 L2与总储量成正比，与介质的ρ无关 不受温度、压力等影响精度高，灵敏度高 结论 七.雷达式液位计 采用微波技术 （非接触测量） 微波 良好的定向辐射性能和传播特性，绕反射能力差。 遇到障碍物能产生良好的反射。 很强的环境适应能力，传输过程中受粉尘、烟雾、火焰及强光影响较小。 空间辐射装置容易制造。 没有可动部件，不接触介质；测量精度不受介质物化性质影响，可用于易燃易爆等恶劣环境中，及高温、蒸汽较大的场合。 可连续测量腐蚀性、高粘度、含有固体颗粒、有毒的液体。 可在真空或受压条件下测量 。 特点 反射式雷达液位计(图) 瑞普雷达液位计 典型应用： 石化、冶金、酿酒、医药等行业中储罐 VEGA雷达液位计（上海） VEGA雷达料位计 电源 振荡器 发射天线 微波发射器 接收天线 前置放大器 检波器 放大器 电压比较器 微波接收器 位式 天线发出雷达波，到达液面后被反射回去，所用的时间： L H0 H 天线 雷达液位计示意图 微波脉冲法 连续波调频法 对时间的测量方法： 信号发生器 发送器 计时器 接收器 H0 微波脉冲法原理示图 合成脉冲雷达波 H 超声波换能器 根据超声波从发射到接收反射回波的时间间隔大小与被测介质高度成比例关系的原理。 超声波液位计（美国） 用于液体,浆液介质如水,废水玉米浆,脂类,石蜡,漂白剂,石灰浆及酸,从大型储罐到工艺池 ν—超声波在液体中的传播速度 - + h2 h1 H ρ1 P0 负迁移示意图 ρ2 ρ2 （2）负