知识结构第5章自动控制仪
表
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第6章执行器第2章过程特性第3章检测仪表与传感器第4章显示仪表第1章自动控制系统基本概念第7章简单控制系统第8章复杂控制系统第9章新型控制系统第10章计算机控制系统昆明理工大学第一页，共20页。压力检测
方法
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及仪表本章内容物位检测方法及仪表流量检测方法及仪表温度检测方法及仪表数字式显示记录仪表昆明理工大学第二页，共20页。第四节物位检测方法及仪表第三章检测仪表与传感器昆明理工大学第三页，共20页。物位检测方法应用浮力原理检测物位应用静压原理检测物位应用超声波反射检测物位物位检测仪表超声波物位计本章主要内容昆明理工大学第四页，共20页。物位-----指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒物的料位和两种不同液体介质分界面的总称液位――容器中的液体介质的高低料位――容器中固体或颗粒状物质的堆积高度物位检测的作用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。物位的基本概念昆明理工大学第五页，共20页。应用浮力原理检测物位应用静压原理检测物位应用超声波反射检测物位物位检测方法昆明理工大学第六页，共20页。应用浮力原理检测物位利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对液位进行测量的。当液位变化时，前者产生相应的位移，而所受到的浮力维持不变，后者则发生浮力的变化。因此，只要检测出浮标的位移或浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。恒浮力法液位测量示意图测量原理昆明理工大学第七页，共20页。应用静压原理检测物位压力表测量液位原理通过液柱静压的方法对液位进行测量的。敞口容器：多用直接测量容器底部压力的方法。如图所示，测压仪表通过导压管与容器底部相连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位的高度。其关系为式中P—测压仪表指示值H—液位的高度ρ—液体的密度g—重力加速度式中PA、PB——分别是液面上部介质压力和液面以下H深度的液体压力。密闭容器：测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介质压力有关，其关系为昆明理工大学第八页，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，正负压室的差压ΔP=0，变送器输出信号为4mA当H=Hmax时，差压ΔPmax=ρgHmax，变送器的输出信号为20mA，无迁移昆明理工大学第九页，共20页。负迁移差压变送器的正、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4mA；H=Hmax时，输出电流小于20mAΔP=Hρg昆明理工大学第十页，共20页。负迁移测量安装图负迁移示意图昆明理工大学第十一页，共20页。正迁移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>0，从而使变送器在H=0时输出电流大于4mA；H=Hmax时，输出电流大于20mA。昆明理工大学第十二页，共20页。正迁移测量安装图正迁移示意图昆明理工大学第十三页，共20页。无迁移、正迁移和负迁移示意图（a）无迁移（b）负迁移（c）正迁移0500042020007000ΔP(Pa)-20003000I0(mA)某压力变送器的测量范围：0~5000Pa，固定差压=2000Pa昆明理工大学第十四页，共20页。【例】如图3－35所示，用差压变送器检测液位。已知=1200kg/，=950kg/,=1.0m,=5.0m,液位变化的范围是0～3.0m，已知当地重力加速度为9.8m/，求差压变送器的量程和迁移量。解：当液位在0～3m变化时，差压的变化量为：Pa根据差压变送器的量程系列，可选择差变的量程为40KPa.当H=0时，有【例】昆明理工大学第十五页，共20页。所以差变要进行负迁移，迁移量为37.24KPa，迁移后该差变的测量范围为－37.24～2.76KPa。【例】昆明理工大学第十六页，共20页。若采用DDZ-Ⅲ型仪表，则当变送器输出为4mA时，表示H=0,当I=20mA时，H=40×3/35.28=3.4m,即实际可测量液位为：0～3.4m。若
要求
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H=3.0m时差变输出为20mA,应如何处理？答：零点负迁移后，进行量程调整，使得当差压为-37.24＋35.28＝-1.96KPa时，输出为20mA。【例】昆明理工大学第十七页，共20页。应用超声波反射检测物位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，实现液位测量的。测量时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界面发射超声波，经过时间t后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。测量原理根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。V----超声波在液体中的传播速度H----从探头至界面的距离（被测介质物位高度）T----超声波从探头发射至液面反射回来的时间昆明理工大学第十八页，共20页。超声波物位计超声波物位计由超声波发射、接收器（探头）及显示仪表组成。超声波物位计原理框图超声波物位计的原理物位计以微处理机8031单片机为核心，进行超声波的发射、接收控制和数据处理，具有声速温度补偿功能及自动增益控制功能。昆明理工大学第十九页，共20页。放射线通过介质时，其强度衰减与物质的吸收系数和介质层厚度有关：目前，工业上使用的放射线物位计有连续式和间断式两种。核辐射式物位计昆明理工大学第二十页，共20页。
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