化工仪表第四节液位测量.pptx

液位测量仪表的分类及原理玻璃式液位计：根据流体的连通器原理来测量液位。 差压式液位计：静力学原理，液面高度与容器底部压力成正比。 浮力式液位计：浮在液面上的浮标随液面变化而升降。电容式液位计：由液体的容器形成的电容，其值随液位的高低的变化而变化。 电极式液位计：根据导电性液面达到某个电极位置发出信号的原理。辐射式液位计：液体吸收放射性物质后射线能量与液位高低有一定关系。超声波式液位计：利用声波在介质中传播的某些声学特性进行测量。第1页，共20页。 液位计工作原理动画演示第2页，共20页。 常用液位检测仪表——差压式液位计差压传感器测量液 位原理图 设被测介质的密度为ρ，容器顶部为气相介质，气相压力为PA， P1是取压口的压力，根据静力学原理可得因此，差压变送器正负压室的压力差为液位测量问题就转化为差压测量问题了。但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时，会产生附加的静压误差。就需要进行量程迁移和零点迁移。(1)取压点与液位零面在同一水平面第3页，共20页。 液位测量的正迁移如图所示，当差压变送器的取压口低于容器底部的时候，差压变送器上测得的差压为 为了使液位的满量程和起始值仍能与差压变送器的输出上限和下限相对应，就必须克服固定差压ρgh0的影响，采用零点迁移就可实现。(2)取压口低于容器底部因为：所以：第4页，共20页。 在无迁移情况下，实际测量范围是0～（h0ρg +hmaxρg），原因是这种安装方法时ΔP多出一项 h0ρg。当h=0时，ΔP= h0ρg，因此P0＞20KPa 。为了迁移掉h0ρg，即在h=0时仍然使P0=20KPa ，可以调整仪表的迁移弹簧张力。由于h0ρg作用在正压室上，称之为正迁移量。迁移弹簧张力抵消了h0ρg在正压室内产生的力，达到正迁移的目的。 由于ρgh0〉0，所以称为正迁移。 第5页，共20页。 液位测量的负迁移 当被测介质有腐蚀性时，差压变送器的正、负压室之间就需要装隔离罐，如果隔离液的密度为ρ1 (ρ1 ρ )，则(3)介质有腐蚀性时因为：所以：第6页，共20页。 对比无迁移情况，ΔP多了一项压力-（h1- h0）ρ1g，它作用在负压室上，称之为负迁移量。 当h=0时，ΔP= -(h1- h0)ρ1g ，因此P020KPa 。为了迁移掉-(h1- h0)ρ1g的影响，可以调整负迁移弹簧的张力来进行负迁移以抵消掉-(h1- h0)ρ1g在负压室内产生的力，以达到负迁移的目的。 将上式变为：由于所以称为负迁移。第7页，共20页。 法兰式差压变送器测量液位示意图1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器 单法兰式 双法兰式 法兰式差压变送器按其结构形式 为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如下图所示。 用法兰式差压变送器测量液位第8页，共20页。 零点迁移 同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。1．无迁移：第9页，共20页。 差压变送器测量液位时的零点迁移问题（重点）安装位置条件不同存在着仪表零点迁移问题 特征： 差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位（Hmin=0）处于同一水平位置。作用于变送器正、负压室的差压ΔP与液位高度H的关系为ΔP=Hρg。 当H =0时，正负压室的差ΔP=0， 变送器输出信号为4mA 当H= Hmax时，ΔPmax=ρgHmax，变送器的输出信号为20 mA。无迁移第10页，共20页。 2．负迁移形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。正压室：负压室：差压：P1第11页，共20页。 差压变送器的正、负压室的压力分别为 正、负压室的压差为: 当被测液位H=0时，ΔP=-（h2-h1）ρ2g 0，使变送器在H=0时输出电流小于4 mA；H=Hmax时，输出电流小于20 mA无迁移: ΔP=Hρg负迁移 第12页，共20页。 eg：已知 判断是哪种迁移并求出迁移量？第13页，共20页。 当H=0时，∴是负迁移，负迁移量为37.24kPa。正压室：负压室：差 压：解：第14页，共20页。 正迁移量为3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。第15页，共20页。 变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0）不在同一水平位置 正、负压室的压力分别为：正、负压室的压差为： 当被测液位H=0时，ΔP=h1ρg