第7章物位检测技术ppt课件.ppt

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1、第7章物位检测技术在许多生产过程中，需要对诸如锅炉内的水位，油罐、水塔、各种储液罐的液位或粮仓、煤粉仓、水泥库、化学原料库中的料位以及在高温条件下对连铸生产中的铝水、钢水、铁水包内的金属液位，高炉或竖炉的料位等进行可靠的检测和控制，以保证生产正常连续运行，确保产品质量，实现安全、高效生产。7.1液位检测方法7.2料位检测方法7.3相界面的检测物位检测包括液位、料位和相界面位置的检测。物位检测一般是以容器口为起点，测量物料相对起点的位置。液位指液体表面位置，液面一般是水平的，但有些情况下可能有沸腾或起泡。料位指容器中固体粉料或颗粒的堆积高度的表面位置，一般固体物料在自然堆积时料面是不平的。相界

2、面指同一容器中互不相溶的两种物质在静止或扰动不大时的分界面，包括液－液相界面、液－固相界面等，相界面检测的难点在于界面分界不明显或存在混浊段。在物位检测中，由于被测对象不同，介质状态、特性不同以及检测环境条件不同，决定了物位检测方法的多种多样，需要根据具体情况和要求进行选择或设计。教材P213-215表7-1是目前已获得成功应用的各种液位、料位检测方法及相应仪器的主要性能特点汇总表。三种形式的物位检测中，液位检测需求最多，技术相对简单些，因此作为重点进行介绍。7.1液位检测方法液位检测总体上可分为直接检测和间接检测两种方法，由于测量状况及条件复杂多样，因而往往采用间接测量，即将液位信号转化为

3、其它相关信号进行测量，如压力法、浮力法、电学法、热学法等。7.1.1直接测量法直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。开口容器液位测量密闭容器液位测量观察管标尺观察管标尺旋塞阀实际应用中，观察管并不一定全是玻璃管，也可以外包（露出标尺、刻度）金属或其他材料制成的保护管。这种测量方法最大的优点是简单、经济、无需外界能源，防爆安全，因此在电厂及化工领域的连续生产过程中仍有着广泛的应用。其缺点是不易实现信号的远传控制，而且由于受玻璃管强度的限制，被测容器内的温度、压力不能太高。此外，为防止粘

4、稠介质和深色介质沾染玻璃，影响读数，一般避免用它检测此类介质。7.1.2压力法压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。对常压开口容器，液位高度H与液体静压力P之间有如下关系：式中，——被测液体的密度()。（7-1）图7-2为用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计。压力表式液位计(b)法兰式液位变送器(c)吹气式液位计1-旋塞阀2-引压管3-压力表4-法兰5-压力变送器（a）图为压力表式液位计，它是利用引压管将压力变化值引入高灵敏度压力表进行测量的。图中压力表高度与容器底等高，这样压力表读数即直接

5、反映液位高度。如果两者不等高，当容器中液位为零时，压力表中读数不为零，而是反映容器底部与压力表之间的液体的压力差值，该值称为零点迁移量，测量时应予以注意。这种方法的使用范围较广，但要求介质洁净，粘度不能太高，以免阻塞引压管。（b）图为法兰式压力变送器，变送器通过法兰装在容器底部的法兰上，作为敏感元件的金属膜盒经导压管与变送器的测量室相连，导压管内封入沸点高、膨胀系数小的硅油，使被测介质与测量系统隔离。它可以将液位信号变成电信号或气动信号，用于液位显示或控制调节。由于是法兰式连接，且介质不必流经导压管，因此可用来检测有腐蚀性、易结晶、粘度大或有色介质。（c）图为吹气式液位计，压缩空气通过气泡管

6、通入容器底部，调节旋塞阀使少量气泡从液体中逸出（大约每分钟150个左右），由于气泡微量，可认为容器中液体静压与气泡管内压力近似相等。当液位高度变化时，由于液体静压变化会使逸出气泡量变化。调节阀门使气泡量恢复原状，即调节液体静压与气泡管压力平衡，从压力表的读数即可反映液位高低。这种液位计结构简单，使用方便，可用于测量有悬浮物及高粘度液体。如果容器封闭，则要求容器上部有通气孔。其缺点是需要气源，而且只适用于静压不高、精度要求不高的场合。对于密闭容器中的液位测量，除可应用上述三种液位计外，还可用差压法进行测量，该法在测量过程中需消除液面上部气压及气压波动对示值的影响，下图7-3为差压式液位计测量原

7、理示意图。差压式液位计采用差压式变送器，将容器底部反映液位高度H的压力引入变送器的正压室，容器上部的气体压力引入变送器的负压室。引压形式可根据液体性质选择，如粘度大、易沉淀或易结晶的液体可采用法兰式安装。为防止由于内外温差使气压引压管中的气体凝结成液体，一般在低压管中充满隔离液体。若隔离液体密度为，被测液体密度为，一般都使，由图7-3得压力平衡方程：则P1、P2——引入变送器正压室和负压室的压力(Pa)；H—