5物位检测概述物位：料位、液位和分界面的统称。物位检测的作用①确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算；②为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；③对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。物位几个概念：在容器中液体介质的高低叫液位。容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位。测量液位的仪表叫液位计，测量料位的仪表叫料位计。测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫界面计。在物位检测中，有时需要对物位进行连续检测，有时只需要测量物位是否达到某一特定位置，用于定点物位测量的仪表称为物位开关。5.1浮力式液位计浮力式液位计是基于物体在液体中受浮力作用的原理工作的。浮子漂浮在液面上或半浸在液体中随液面上下波动而升降，浮子所在处就是液体的液位。前者是浮子法，后者是浮力法，是应用最广的液位计。浮力式液位计分类：恒浮力式液位计：维持浮力不变的液位计。（浮子、浮标式。）变浮力式液位计：检测过程中浮力发生变化。（沉筒式液位计）浮子式液位计浮子式液位计是一种维持力不变的即恒浮力式液位计。它是在液体中放置一个浮子，也称浮标，可随液面变化而自由浮动。浮子随液面的升降，通过绳索和滑轮带动指针，便指示出液位数值。如果把滑轮的转角和绳索的位移，经过机械传动后转化为电阻或电感等变化，就可以进行液位的远传、指示
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液位值。浮力式液位计1-浮子；2-磁铁；3-铁心；4-导轮；5-非导磁管；6-浮球；7-连杆；8-转动轴；9-重锤；10-杠杆(a)浮子式(敞口容器)(b)浮子式(密闭容器)(c)浮球式沉筒式液位计浮子改成浮筒，将它半浸于液体之中，当液面变化时，浮筒被液体浸没的体积随着变化而受到不同的浮力，通过测量浮力的变化可以测量液位。1-浮筒，2-杠杆，3-扭力管，4-芯轴，5-推杆，6-霍尔位移转换器5.2差压式液位计测量原理：利用容器内液位变化时，由液柱高度产生的静压也相应变化的原理工作的，用差压计测得的差压与液位高度成正比，常用来测量敞口容器和密封容器的液位。特点：检测元件在容器中几乎不占空间，只需在容器壁上开一个或两个孔即可。检测元件只有一两根导压管，结构简单，安装方便，便于操作维护，工作可靠。采用法兰式差压变送器可以解决高黏度、易凝固、易结晶、具有腐蚀性、含有悬浮介质的液体液位测量问题5.2.1敞口容器的液位检测如图所示，差压变送器两端差压ΔP为：ΔP=(h+h1+h2)ρg=hρg+Z0(Z0>0)显然可由差压信号得到液位。但为使变送器输出信号(这里是4-20mA)正好对应液位(0-H)，要进行零点正迁移。为什么要进行零点迁移的实例说明设前页图中H=0.5m，h1+h2=0.2m，则根据H选DDZ-III差变量程为0～4.905kPa(0.5×9.81)，而Z0=1.962kPa。若不迁移，则当h=H时，ΔP=6.867kPa，I0＞20mA，已超出差变正常使用范围。需采取措施解决此问题：方法一：另选大量程差压变送器，缺点：会降低测量精度。方法二：进行零点迁移。将变送器的零点正向迁移到Z0=1.962kPa的位置，迁移后，下、上限变为1.962kPa和6.867kPa，但量程不变，仍为4.905kPa，输出仍是4～20mA。显然进行零点迁移方法为最佳方案。特性曲线平移而曲线斜率不变称为零点迁移。分为零点正迁移（Z0>0）、零点负迁移（Z0<0）两种类型。其实质是改变上下限，而不改变量程的大小。不同的变送器，实现零点迁移方法不一样。如机械式差压变送器，通过调零弹簧实现；而现在智能型差压变送器，可通过外部手持终端直接输入数字即可实现。a无迁移b负迁移c正迁移5.2.2特殊介质液体液位测量某些特殊液体，如腐蚀性、含固体颗粒、易结晶、易沉淀或粘度大等液体的液位测量，不能采用普通差压变送器而只能采用法兰式差压变送器，否则容易造成堵塞或差变损坏。法兰测头是一不锈钢膜盒，膜盒内充以硅油，用毛细管引到差压变送器的测量室。法兰式差变测量液位1-平法兰接头，2-毛细管，3-差变，4-插入法兰接头使用差压计测量液位时，注意两个问题：遇到含有杂质、结晶、凝聚或自聚的被测介质，用普通的差压变送器肯能引起连接管线的堵塞，此时需要法兰式差压变送器。当差压变送器与容器之间安装隔离罐时，需要进行零点转移。5.3电容式物位计检测原理圆筒形电容器的电容量C为：可见当将电容传感器插入被测介质中，电极浸入介质中的深度随物位高低而变化，电极间介质的升降，必然改变两极板间的电容量，从而可以测出物位。圆筒形电容器1-内电极；2-外电极5.3.2电容物位传感器1.导电液体用电容传感器水、酸、碱、盐及各种水溶液等导电液体电容液位传感器一般用直径为d的不锈钢或紫铜棒做电极，外套聚四氟乙烯塑料绝缘管或涂以搪瓷绝缘，如图。电容传感器插在直径为D0容器内的液体中，通过检测传感器电容变化量即可知液位的高低。导电液体液位测量1-内电极；2-绝缘套管；3-容器2.非导电液体用电容传感器由图可知当液位由零变化到H时，电容传感器的电容变化量CX为：式中ε为绝缘套管或陶瓷涂层的介电系数；ε0’为绝缘套管和空气共同组成电容的等效介电系数；S为传感器灵敏度系数。3.粉末物料用电容传感器在测量粉粒状非导电介质如矿石、合金、石灰、干燥水泥、等的料位时，因为粉料黏性大，填充不仅上述套筒里面去，故采用粉末物料电容传感器来测量。电容式料位计原理a)金属料仓；(b)水泥料仓1-内电极;2-金属容器壁电极;3-钢丝绳内电极;4-钢筋;5-绝缘体
浙公网安备 33021202002483