检测技术课程设计资料

课程设计报告

物位检测学院

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关键词：物位测量仪，原理，应用

简介：物位测量仪表按所使用的物理原理可分为直读式物位仪表、差压式物位仪表（包括压力式）、浮力式物位仪表、电测式（电阻式，电容式与电感式）物位仪表、超声式物位仪表、核辐射式物位仪表等。直读式物位仪表。从测量机构上可直接读出液位，玻璃管（或玻璃板）液位计就是利用连通器原理，用旁通玻璃管（或玻璃板）读数。根据测量要求，有透光式和反射式等型式。

浮力式物位仪表，利用液面上的浮子或沉浸在液体中浮筒（也称沉筒）受到浮力作用而工作。这类仪表分为两种：一种是在测量过程中浮力维持不变，如浮球液位计、浮标液位计，工作时浮标随液面高低变化，通过杠杆或钢丝绳等机构将浮标位移传递出去，再经电位器、数码盘等转换为模拟或数字信号；另一种是在测量过程中浮力发生变化，如浮筒式液位计，液位改变时浮筒在液体内浸没的程度不同，所受的浮力也不同，将浮力的变化量转换成差动变压器铁芯的位移，就可输出相应的电信号，供指示、记录、报警和调节之用，也可远距离传送。

在工业生产过程中测量液位、固体颗粒和粉粒位，以及液-液、液-固相界面位置的仪表。一般测量液体液面位置的称为液位计，测量固体、粉料位置的称为料位计,测量液-液、液固相界面位置的称为相界面计。在工业生产过程中广泛应用物位测量仪表，测量锅炉水位的液位计就是一例。发电厂大容量锅炉水位是十分重要的工艺参数，水位过高、过低都会引起严重安全事故，因此要求准确地测量和控制锅炉水位。水塔的水位、油罐的油液位、煤仓的煤块堆积高度、化工生产的反应塔溶液液位等，都需要采用物位测量仪表测量。

第一章物位测量仪概述 (3)

第二章静压式液位测量仪 (5)

2.1 测量原理 (5)

2.2测量方法 (6)

2.3测量应用 (7)

第三章浮力式液位测量仪 (8)

3.1测量原理 (8)

3.2浮力式类测位仪 (9)

3.3浮力式液位测量仪应用 (11)

第四章电容式液位测量仪 (11)

4.1 测量原理 (12)

4.2测量类型 (12)

4.3应用 (14)

第五章微波法物位测量仪 (14)

5.1 测量原理 (14)

5.2雷达式物位计 (14)

5.3应用 (15)

第六章核辐射物位测量仪 (16)

6.1测量原理 (16)

6.2测量仪基本结构 (16)

6.3基本应用 (17)

第七章其他物位测量仪 (18)

7.1激光式物位测量仪表 (18)

7.2机械式物位测量仪表 (19)

总结 (20)

参考文献 (21)

第一章物位测量仪概述

1.1物位基本定义

物位是指物料相对于某一基准的位置，是液位、料位和相界面的总称。

液位：容器、河道、水库等中液体的表面位置（相对于某一指定位置）

料位：容器、堆场、仓库等所储固体颗粒、粉料等的堆积高度。

相界面：同一容器中储存的两种密度不同且互不相溶的液体之间或两种介质之间的分界面位置。相界面位置分为液-液相界面、液-固相界面

1.2物位测量的目的和意义

1、为进行经济核算提供可靠依据；确定容器内的原料、半成品或成品的数量，以保证生产过程物料平衡。

2、了解物位是否在规定范围内，对维持正常生产、保证产品的产量和质量、保证安全生产具有重要的意义。

例如，火力发电厂锅炉汽包水位的测量与控制，水位过高，造成蒸汽带水，蒸汽品质降低，轻则加重管道和汽机的积垢，降低压力和效率；重则使汽机发生故障。水位过低，则对水循环不利，可能使水冷壁管局部过热甚至爆炸。

1.3物位测量的工艺特点及主要问题

1、物位测量传感器的安装位置

液体：液位水平，液位计只对安装高度有要求，可以在同一高度上选择任何安装地点；

流动性差的粉粒物料：料面不水平，料面的局部高低与进出料口位置有关，也和进出料的流量有关。

2、物位测量的另一个普遍性问题是盲区

浮子法测液位：受容器底面、容器顶面限制，有盲区；

超声波测量物位：受到距离太小无法分辨的限制，也存在盲区。

3、物位测量中存在的死角问题

容器的几何形状和传感器安装位置配合不当会出现死角。

4、分粒体料位还有滯留区

流动性差，在堆积状态下有不滑坡的最大倾角，叫做“安息角”。大小与颗粒形状、表面粗糙程度、潮湿程度、是否带静电、是否吸附气体等因素有关。料

仓的设计也要考虑这一特性，否则会有物料残留。

第二章 静压式液位测量仪

2.1测量原理

测液柱高产生的静压实现液位测量。

如图4.1，设A p 密封容器中A 点的静压(气相压力)，

b p B 点的静压，H 液位高度,液体密度。则： 若为敞口容器，则PA 大气压， PB B 点的表压力。

当ρ为常数，压力或差压只与液位高有关。测出P 或ΔP 可知液位。量程合适的压力或差压的仪表皆可用于液位测量。

P 或ΔP 乘以容器的截面积，可得到容器中液体的质量—测总量。

2.2测量方法

2.2.1压力式液位计

测量原理：测压表所测压力来反映液位,如下图所示：

1、用测压表测量

如图4.2(a)，引压管把压力计与容器底部连通，仪表示值反映液位高低。 测压基准点与最低液位一致。若不一致，要考虑附加液柱影响，进行修正。 适合黏度较小、洁净液体液位测量。

测量黏稠、易结晶或含有颗粒液体的液位，采用法兰式压力变送器，如图

4.2(b) 。

1

5-=-=∆g H P P P A B ρ25-==g H P P B

ρ