最新3.6-物位的检测教学讲义ppt.ppt

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1、3.6-物位的检测3.6.1物位的概念及检测方法(一)物位的基本概念物位是液位、料位、及相界面位置的总称。液位是液体表面位置的高度__液位计；料位是块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度的表面位置__料位计；界面位置一般指固体与液体或两种不相溶、密度不同的液体之间存在的分界面，也称界位__界位计。(二)物位的检测方法按工作原理分类，物位检测方法有直读式、静压式、浮力式、电容式、回波测距（TOF）式、核辐射式、光学式等。4）电学式检测法电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式和电容式。工作原理是把物位的变化，变换成相应电阻、电感、电容量的变化，然后测量此量的变化从而得到物位变化的。用于液

2、体或固体物料的液位、料位或相界面位置，可供连续测量和定点监控之用。5）回波测距（TOF）检测法利用能量波从发射探头发射到被测物料面上，再从这一表面反射回到接收探头的波的来回传播时间来测出物位的。相应的物位计有超声物位计、微波物位计（俗称雷达物位计）及激光物位计。6）核辐射检测法利用物质对核辐射的吸收，使射线强度减弱的原理来测量物位，核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度而变化。目前应用较多的是γ射线,适用于高压、高温和有毒的密封容器的液位或料位测量，且不受周围电磁场、烟气和灰尘等影响。3.6.2超声波物位检测超声波物位计是基于回波测距原理设计的，根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介

3、式、固介式三种，一般最常用的是前两种。利用超声来测量物位技术发展已很成熟，液体、浆体、固态物料都能应用利用超声波发射探头发出超声脉冲，发射波在料位或液位表面反射形成回波，由接收探头将信号接收下来，测出超声脉冲从发射到接受所需时间，根据已知介质中的波速就能计算出探头到物位或液位表面的距离，从而确定物位的高度。超声波物位传感器原理图超声波探头采用双晶直探头,探头中两个晶片分别用于发射和接受超声波。(一)气介式超声物位计原理设L为超声波换能器与被测液体容器底部距离，C为声速，t为超声波换能器发射超声波到接收到反射波的时间间隔，则可确定所测液位高度H为(二)液介式超声波液位计原理超声波探头安装

4、于容器底部，所测液位高度H为(三)液—液超声波相界面传感器原理超声波探头安装于容器底部，A、B两种液体相界面在H处.超声波在A、B两种液体的传播速度为v1、v2，设超声波在液体A中传播并被相界面反射回来的往返时间为t1、超声波在液体A,B中传播并被液面反射回来的往返时间为t2，A、B两种液体相界面位置高度为3.6.2微波物位检测利用微波来检测物位是近年来发展最快的一种物位测量技术。因为它是雷达无线电检测与测距技术衍化而来，故俗称雷达物位计。雷达波是一种特殊形式的电磁波，传播速度相当于光速，其频率为300MHz-3000GHz。超声波物位测量的测量范围可从毫米数量级到几十米以上，可进行非

5、接触测量，不受介质粘度的影响，并与介质的介电常数、电导率、热导率等无关；适合强腐蚀、高压、有毒、高粘度液体的测量；不适宜被测液体中有气泡和悬浮物，而且液面不能有很大的波动；测量精度受声速的影响（声速受温度影响）。(一)微波物位测量基本原理雷达头发射微波探测信号，当遇到被测物料时，在物料表面产生反射，反射的微波被雷达头接收，并将其传输给电子线路，微处理器对此信号进行处理，识别出微波在物料表面所产生的回波，正确的回波信号识别由智能软件完成。微波物位计按使用微波的波形分类，可分为调频连续波（FMCW）、脉冲波（PULSE）两类。(1)脉冲微波物位计原理由雷达天线发射脉冲信号,测量出发射和接收

6、雷达波的时间间隔，即可计算出物料表面与雷达天线之间的距离。(2)调频连续波式物位计原理由雷达头发射连续变化的频率信号，利用回波与信号发射的频率差正比于自雷达头到液面的距离原理.发射频率与回波频率频差为:被测距离L为:——本振频率；F——调制波频率——固态源在调制信号1/2周期内的频偏范围；——固态源初始频率；——回波频率；微波物位计应用微波物位计在高炉上物位监测应用和超声波（机械波）相比，微波的传播不依赖介质;波速不受环境影响，故测量精度较超声物位计高，它可以解决许多超声波技术难以胜任的工况。微波物位计应用优势：高温、高压、腐蚀、带搅拌等复杂工况；化工、石油化工等行业沥青、酸碱罐、反应

7、釜等；高炉炉料料位，高温融熔金属液位；大型储罐液位精密测量，如原油、成品油罐、液化气、化工液体等液位测量；粉状、颗粒状料位，如电厂灰库、水泥厂成品库料位等。3.6.3.浮力式物位检测浮力式物位检测法是依据力平衡原理，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，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。分为浮子式（恒浮力式）和浮筒式（变浮力式）两种型式。前者产生相应的位移，而所受到的浮力维持