检测技术与传感器(第七章物位检测技术)

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1、检测技术与传感器检测技术与传感器MeasurementTechnologyandSensors信息科学与技术学院信息科学与技术学院CollegeofInformationScienceandTechnology王建林王建林教授教授博士生导师博士生导师Prof.JianlinWangE-mail:wangjl@mail.buct.edu.cn第七章物位检测技术¡重点内容基本概念静压式液位检测仪表浮力式液位检测仪表电容式物位检测仪表超声式物位检测仪表磁致伸缩物位检测仪表第七章物位检测技术¡基本概念物位分类检测原理¡静压式液位检测仪表差压法检测原理量程迁

2、移¡浮力式液位检测仪表检测原理第七章物位检测技术¡电容式液位检测仪表检测原理¡超声式液位检测仪表检测原理超声波的接收和发射¡其他物位检测仪表射线式物位检测仪表微波式物位检测仪表磁致伸缩式液位检测仪表第七章物位检测技术¡基本概念物位¡物位是指各种容器设备中液体介质液面的高低、两种不溶液体介质的分界面的高低和固体粉末状颗粒物料的堆积高度等的总称。¡物位检测实际上就是料位、液位和界面的检测。意义¡确定容器内储存量¡通过测量达到控制物位第七章物位检测技术¡基本概念按其工作原理分类¡直读式物位计根据流体的连通性原理测量液位。¡静压式物位计根据液柱或物料堆积高

3、度变化对某点上产生的静(差)压力的变化的原理测量物位。¡浮力式物位计根据浮子高度随液位高低而改变，或液体对浸沉在液体中的浮子(或称沉筒)的浮力随液位高度变化而变化的原理测量液位。第七章物位检测技术¡基本概念按其工作原理分类¡电气式物位检测仪表把物位变化转换成各种电量变化而测量物位。¡声学式物位检测仪表根据物位变化引起声阻抗和反射距离变化而测量物位。¡射线式物位检测仪表根据同位素射线的核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度变化而变化的原理测量液位。¡其他形式物位检测仪表如微波式、激光式、射流式、光纤维式传感器等等。第七章物位检测技术¡基本概念根据具体

4、用途分为液位、料位、界位传感器。检测原理¡基于力学原理¡基于相对变化原理¡基于某强度性物理量随物位的升高而增加原理第七章物位检测技术¡静压式液位检测仪表检测原理¡容器中某点的静压力和容器内物位的高度有关p=rgH第七章物位检测技术¡静压式液位检测仪表检测原理¡由于物料(液体)上方的自由空间有大气压力，则根据静力学原理，有p-p0Dpp=p0+rgHH==rgrg¡因此要知道物位，需要测出压力容器下部某些与上部自由空间之间的压力差。为此要用差压检测仪表。¡对于液位测量，一般可在容器壁面开孔，安装压力(差压)传感器；¡对于不易在壁面开孔(常压容器)或容

5、器在地面以下的，可导用投入式压力传感器，将压力传感器投到容器的底部。第七章物位检测技术¡静压式液位检测仪表量程迁移¡利用差压变送器测量密闭容器液位时，由于现场的安装条件不同，存在量程无迁移、正迁移和负迁移三种情况。¡无迁移当差压变送器的测量室与容器最低液位安装在同一水平面上时无迁移。第七章物位检测技术¡静压式液位检测仪表量程迁移¡正迁移差压变送器输出增加了一个固定的压差Dp=rgH+rgh=rgH+C需要抵消此作用，其方法叫做正迁移。第七章物位检测技术¡静压式液位检测仪表量程迁移¡负迁移差压变送器输出减少了一个固定的压差Dp=rgH-rg(H0-h

6、)=rgH-B需要抵消此作用，其方法叫做负迁移。第七章物位检测技术¡静压式液位检测仪表量程迁移¡差压变送器输出受到附加静压的影响第七章物位检测技术¡静压式液位检测仪表量程迁移¡调整变送器的迁移弹簧实现量程迁移。液位由零变化到最高液位时，差压由零变化到最大，变送器输出从下限变化到上限。¡零点迁移弹簧的作用，改变测量范围的上下限值，实现测量范围平移，不改变量程的大小。¡差压变送器中，都注有是否带正、负迁移装置。型号后面加“A”为正迁移，加“B”为负迁移，根据现场要求正确使用。隔离罐¡隔离被测液位介质腐蚀差压变送器。第七章物位检测技术¡浮力式液位检测仪表

7、问题¡如图4所示，采用差压变送器测量液位高度H，已知r1为被测液体密度，r2为隔离液的密r2p0度,且r1>r2，为h1，h2已知高度，试确定差压变Hh2送器的量程和迁移量。rr12h1第七章物位检测技术¡浮力式液位检测仪表检测原理¡基于浮力原理，适用于液位的检测。¡浮力式物位检测有两种方法：恒浮力式，变浮力式。第七章物位检测技术¡浮力式液位检测仪表检测原理¡变浮力式截面积相同圆空心金属浮筒悬挂在弹簧上，当液位变化使浮筒一部分被液位浸泡时，受液位浮力作用，浮筒向上移动，重新平衡。第七章物位检测技术¡浮力式液位检测仪表检测原理¡重力与弹力平衡时mg=

8、Cx0H=h+Dxmg-rghA=C(x0-Dx)当h>>Dx,H»hCH»DxrgA第七章物位检测技术¡电容式液位检测仪