物位检测方法及仪表
物位检测及仪表
实验三、差压式流量变送器、差压式液位变送器的使用（电容式差压变送器的认识和校验）一、实验目的熟悉电容式差压变送器的整体结构及各部分的作用，进一步理解电容式差压变送器的外特性特性。
掌握电容式差压变送器的调校方法、零点迁移方法及精度测试方法。
了解电容式差压变送器的安装及使用方法。
二、实验装置（一）实验所需仪器、设备序号名称数量精度1、电容式差压变送器1台0. 2级2、标准电阻箱2台0.02级3、标准电流表1台0.02级4、标准压力表1块0.05级5、气动定值器1个1.0级6、直流稳压电源1台1.0级（二）实验装置连接图1151DP型差压变送器校验接线图如图5所示。
图5 1151DP型差压变送器校验接线图三、实验指导（一）预备知识1、1151DP型差压变送器的主要技术指标型号：1151DP-5E12 基本误差：±0.2%测量范围：0～31、1kpa～186、8kpa 线性误差：±0.1%输出电流：4～20mA DC二线制变差负载电阻：250欧阻尼时间常数：0.5S工作电源2、实验注意事项（1）接线时，要注意电源极性。
在完成接线后，应检查接线是否正确，气路有无泄漏，并请指导教师确认无误后，方能通电。
（2）没通电，不加压；先卸压，再断电。
（3）一般仪表应通电预热泪15分钟后再进行校验。
3、实验须知（1）在对1151DP型差压变送器进行调校前应先将阻尼电位器W4按逆时针方向旋到底，使阻尼关闭。
（2）在对变送器进行零点、量程调校前，应将迁移取消（即将放大板上的迁移插头插到无迁移的中间位置上，断开迁移电阻，）然后再进行零点、量程调整。
（3）1151DP变送器技术条件规定，正迁移量可达500%，负迁移量可达600%。
但是迁移后的被测压力不得超过该仪表所允许测量范围上限值的绝对值，也不能将量程压缩到该表所允许的最小量程。
（4）1151DP型电容差压变送器的电源信号端子位于电气壳体内的接线侧，接线时可将铭牌上标有“接线侧”的盖子打开，上部端子是电源信号端子，下部端子则为测试或指示表端子。
化工仪表及自动化课件第四节物位检测及仪表
一、直读式物位仪表
直读式物位计主要 是玻璃液位计， 玻璃液 位计是按照连通器液柱 静压平衡的原理工作的， 按结果可以分为玻璃管 式和玻璃板式两种。
玻璃液位计的长度为300～1200mm。可就地 指示较低的敞口或密闭容器的液位。玻璃液位计结 构简单、价廉、直观，适于现场使用。但易破损， 内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。
静压液位计
4、差压式液位计（密闭容器的液位测量）
P p10 gH
P p10
P P P gH
抵消了容器上部压力变 化对测量的影响。 安装方式:导压管、法兰式。
零点迁移
同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。 1．无迁移：
P gH
2．负迁移
形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。
所以可选择差压变送器量程为40kPa 当H=0时，
P (h2 h1)2g (5 1) 9509.8 37240Pa
所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为37.240kPa。
3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。
P g(H h)
正迁移量为 Байду номын сангаасgh
Ki为比例常数，包含有 （ε-ε0） 。（εε0）值越大，仪表越灵敏。D与d越接近，也就是 两级板距离越小，仪表的灵敏度越高。
3、导电液体物位测量
内电极为直径为d的金属棒，
外套绝缘管或涂以搪瓷作为电介 ε0
ε
质和绝缘层。
ΔH L
H
d
D D0
电容物位计在测量导电液时，采用的是变面积 的方法。此时变送器电极是电容极板之一，被测的 导电液是电容的另一个电极，变送器探头的包覆绝 缘材料是一个介电常数固定的电介质。物料的高低 决定了电容极板面积的大小，而改变了电容值。
化工仪表自动化 【第三章】物位检测及仪表(液位计、料位计、界面计)讲解
（3）对容器内介质物位的上下限位置报警；
（4）监视/调节容器中出入物料的平衡。
物位测量的绝对值
物位测量的相对值
3.4 物位检测及仪表 2.按工作原理划分的物位仪表类型
（1）直读式——利用连通器原理工作 ；
3.4 物位检测及仪表
（2）差压式——利用液柱或物料堆积对某定点产生 压力的原理工作；
3.4 物位检测及仪表
3.4 物位检测及仪表
某仪表的测量范围为0—5000Pa，无迁移时，当压差 由0变化到5000Pa时，变送器的输出将由4mA变化到20mA。 如图3-40中曲线a所示。
I0/mA
当有迁移时，假定固定压差为 2000Pa，那么当H＝0时，根据前 式有： ΔP＝－(h2－h1)ρ0g
即ΔP＝－2000Pa，这时变送器 输出应为0.02MPa，H为最大时， ΔP＝5000－2000＝3000Pa，这 时变送器输出应为0.1MPa，如图 3-40中的曲线b所示。
3.4 物位检测及仪表
帕斯卡用一个密闭的装满水的桶 ，在桶盖上插入一根细长的管子 ，从楼房的阳台上向细管子里灌 水。结果只用了一杯水，就把桶 压裂了，桶里的水就从裂缝中流 了出来。
帕斯卡“桶裂”实验很好地证 明了液体压强与液体的深度有关 ,而与液体的重力无关。
3.4 物位检测及仪表
当测量敞口容器的液位如下图所示，差压变 送器的负压通大气即可，这时作用在正压室的压 力就是液位高度所产生的静压力Hρg。
3.4 物位检测及仪表
当测量受压容器的液位如下图所示，将差压 变送器的负压室与容器的气相空间相连，以平衡 气相压力的静压作用。
ΔP＝P气＋Hρg－P气＝Hρg 差压的大小同样代表了液位高度的大小。
3.4 物位检测及仪表
物位检测仪表
内容
概述 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电容式物位仪表 辐射式物位仪表 超声波物位计
1 概述
几个概念
在容器中液体介质的高低叫液位， 容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位 测量液位的仪表叫液位计，测量料位的仪表叫料位计 测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫界面计 在物位检测中，有时需要对物位进行连续检测，有时只需要 测量物位是否达到某一特定位置，用于定点物位测量的仪表 称为物位开关
理 声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波
反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。根据工作原 理分为声波遮断式、反射式和阻尼式。 光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作 ……
2 差压式液位计 基本工作原理 Δ P=ρ gH
零点迁移的目的：使H＝0时，变送器输出为Iomin（如4mA）
Δ P=ρ 1gH Δ P=ρ 1gH -ρ 2g（h2-h1）Δ P=ρ 1gH +ρ 1gh1
无迁移
负迁移
正迁移
迁移量：-ρ 2g（h2-h1） 迁移量：ρ 1gh1
3 浮筒式液位计
输出指示器
弹簧 磁钢
室
浮 筒
F浮 F弹
浮 筒
G
内置式 静井
外置式
基本工作原理 主要由四个基本部分组成：浮筒、弹簧、磁钢室和输出指示器
6 超声波物位计
利用声波在介质中传播速度 不变的原理，通过检测声波 发射和反射全过程的时间间 隔可以计算出物料界面到探 头的距离，从而得到物位的 高低。
注意事项：
确保反射波能回到探头；
防止物料对声波的吸收（如表 面泡沫漂浮）。
当电容器的几何尺寸和介电常数保持不变时，电容变化量就与物位高度H成正比。
仪器仪表基础知识-第五章物位的检测
仪器仪表基础知识
2、浮力式液位计
工作原理：基于液体浮力原理而工作的。 优点：不容易受到外界环境的影响；浮子或浮筒直接受 浮力推动，比较直观、可靠，结构简单、维修方便等。 缺点：由于具有可动部件，故容易受摩擦而影响它 的灵敏度和增大误差，而且可动部件易被污垢、锈蚀卡 死而影响可靠性。另外，由于浮筒或浮子要垂直或横伸 于容器中，故所占空间较大。
仪器仪表基础知识
5、雷达液位计 、
它是基于发 射波与反射波 之间的频率差 原理工作的。 原理工作的。
仪器仪表基础知识
6、超声波物位计
应用回声测距法 的原理制成的一种物 位仪表。声波从发射 位仪表。 至接收到反射回波的 时间间隔与物位高度 成正比。 成正比。
ct h= 2
仪器仪表基础知识
超声波物位计的特点及其分类
仪器仪表基础知识
法兰式压力变送器的应用
法兰式差压变送器适宜于测量腐蚀性 结晶性 腐蚀性、结晶性 腐蚀性 结晶性、 粘稠性和含有悬浮物 含有悬浮物的液体的液位和界位测量。 粘稠性 含有悬浮物 法兰式差压变送器缺点 缺点：比普通的差压变送器贵 缺点 贵 ，而且有的毛细管内的充灌液 充灌液很容易渗漏掉。反应比 充灌液 普通的差压变送器迟缓 迟缓，特别是天冷的时候，仪表的 迟缓 灵敏度更低。法兰式液位计的测量范围还受毛细管长 度的限制。因此，使用哪一种液位计进行测量，要视 具体的情况而定。
仪器仪表基础知识
仪器仪表基础知识
3.翻板式液位计 翻板式液位计
翻板由极薄的导 磁金属制成，每片宽 10mm，垂直排列， 并各自能绕框架上的 小轴旋转。翻板的一 面涂有红漆，另一面 涂银灰漆。
仪器仪表基础知识
4 静压式液位计
静压式液位计是根据液 液 柱静压与液柱高度 液柱高度成正比的 柱静压 液柱高度 原理来实现的。如图所示， 根据流体静力学 流体静力学原理可得A、 流体静力学 B两点之间的压力差为 ∆p＝pB－pA＝ρgH
3.6 物位的检测(li)
ρ1=ρ2，则h1=h2
二、浮力式物位仪表
分：恒浮力（浮子）和变浮力（沉筒）
1 恒浮力式液位计：
原理：当浮标受力平衡时，浮标可以随液 面稳定： W F G
式中 W——浮标的重力； F——浮标所受的浮力； G——平衡重物的重力。
液位上升时，其上浮力F增加，W F G ，浮标向上移动。直达到 新的力平衡，反之亦然。因而实现了浮标对液位的跟踪。通过同步移 动 的平衡锤便可以指示出液位的高度。 特点：简单直观，测量精度低。 误差原因：滑轮摩擦，钢丝绳热胀冷缩。
5.测量固体颗粒料位
通常采用一根金属电极棒与金属容器壁构成电容器的两电
极。传感器电容量：
2 ( 0 ) CX h ln D0 / d
ε 为固体物料的介电常数；D0为容器的内径。
测量非导电固体颗 粒料位原理
电容式物位计的特点
无可动部件，与物料密度无关 需要考虑温度对介电常数的变化的影响 物料（特别是粉料）由于含水量的不同、以及物料的混 合比例、密度、导电性等都极大地影响它的介电常数， 导致物位计不能正常工作。并且如果在物位计的绝缘子 上滞留粉料会导致物位计失灵，因此不适合测量粉料。 物位对电容器的电容量变化值很小，往往只是几微法至 几百微法，易受干扰影响，电容测量比较困难
1
这说明，如果不对该液位计进行调整，它能检测的界面范围仅为 0～128.6mm，变送器输出与界面之间的关系如曲线2所示
浮筒式液位计
为使该液面计能在界面0～300mm范 围内进行检测，应对它进行重新标定。 300 设界面为0时，由于液体1对浮筒产生 H 的浮力相当于水的液位为 H 0 时的浮 力，则 300 820Ag 1000H0 Ag
2．按传感器与被测介质是否接触分类
常见物位检测仪表PPT
刘玉长
1-内电极；2-绝缘套 管；3-容器
由图可知当液位由零变化到H时，电容传感
器的电容变化量CX为
CX
CH
C0
2π H
ln(D / d )
2π0 (L H ) 2π0L
ln(D0 / d ) ln(D0 / d )
2π( 0 ) H
ln(D / d )
2π H SH
ln(D / d )
电容式料位计原理 (a)金属料仓； (b)水泥料仓 1-内电极;2-金属容器壁电极; 3-钢丝绳内电极;4-钢筋;5-绝缘体
刘玉长
三、射频导纳电容物位计
射频导纳电容物位计是上世纪90年代发展 起来的，是电容物位计的换代产品，它是由检测 与变送两部分组成，检测部分由探头作为电容器 的一极，容器壁(或辅助电极)构成电容传感器。
刘玉长
Байду номын сангаас
四 超声波液位计
超声波液位计是利用回声测距原理工作的， 与前述雷达物位计有许多相似之处。
根据超声波传播介质的不同，超声波液位 计分为液介式、气介式和固介式三种。
(a)液介式 (b) 气介式 (c) 固介式
刘玉长 1-换能器；2-容器；3- 金属波导棒
超声波物位计特点
超声波物位计是不接触测量法，避免了被 测介质的种种干扰和影响，适用于有毒、腐蚀性 强、粘度高等介质的液位测量或报警。
法兰测头是一不锈钢膜 盒，膜盒内充以硅油，用毛 细管引到差压变送器的测量 刘室玉。长
法兰式差变测量液位
1-平法兰接头，2-毛细管， 3-差变，4-插入法兰接头
二 电容式物位计
一、检测原理
圆筒形电容器的电容量 C为：
C=2πεL/ln(D/d)=kL
物位检测
物位检测物位是指容器（开口或密闭）中液体介质液面的高低（称为液位）两种固体介质的分界面的高低（称为界面）和固体块、散粒状的物质的堆积高度（称为料位）。
用来检测液位的仪表称液位计，检测分界面的仪表称界面针，检测固体料位的仪表称料位计，它们统称为物位计。
物位检测在现代工业生产过程中具有重要地位。
通过物位检测可以确定容器中被测介质的储存量，以保证生产过程物料平衡。
例如：火力发电厂锅粮汽包水位，若水位过高，将造成蒸汽带水，它不仅会加重管道和汽轮机积垢，降低压力和效率，而且严重时高速水滴会打坏汽轮机叶片，造成严重事故。
水位过低对水循环不利，有可能使水冷壁管局部过热甚至爆炸。
因此，必须对汽包水位进行准确的检测，并把它们控制在一定的范围之内，还有高加水位……物位检测的主要分类和方法在工业生产中，物位的检测对象有液位，也有料位等。
有几十米高的大容器，也有几毫米的微型容器，介质的物性更是千差万别。
（水、油、重油、粉煤、煤块等）因此物位检测方法很多，以适应各种不同的检测要求。
常见的也是最直观的物位检测是直读式方法：云母水位计、玻璃管水位计（更能作现场指示….），除此之外，目前常用的物位检测方法可分为下列几种：静压工物位检测、根据流体静力学原理、静止介质内的某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差与该点上方的介质高度成正比。
因此可利用差压来检测液位，这种方法一般应用在液位的检测。
水静利力学的基本方法：P=P0+Rh=P0+PgH(开口容器P0=大气压)浮力式物位检测，利用漂浮于液面上浮子随液面变化位或者部分浸没于液体中物质的浮力随液位而变化来检查液位。
电气式物位检测：把敏感元件做成一定开头的电极，置于被测介质中，则电极之间的电气参数，如电阴，电容等。
随物位的变化而变化，这种方法即可以用于液位检测，也可以用于料位检测。
声学式物位检测：利用超声波在介质中的浮播速度不同相界面之间的反射特性来检测物位，液位和料位的检测都可以用此方法。
化工测量与仪表--物位检测
某差压变送器的测量范 围为0～5000Pa，当压差 由0变化到5000Pa时，变 送器的输出将由4mA变化 到20mA，这是无迁移的情 况，如左图中曲线a所示。 负迁移如曲线b所示，正迁 移如曲线c所示。
一般型号后面加“A”的为正 迁移；加“B”的为负迁移。
第二节 差压式液位计
三、用法兰式差压变送器测量液位
第二节 差压式液位计
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。
迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小。
第二节 差压式液位计
举例
图4-3 正负迁移示意图
图4-4 正迁移示意图
液位仪表基础知识和故障处理
内容提要
基本概念 物位检测的意义及主要类型
压差式液位计 其他物位计
基本概念
“物位”统指设备和容器中液体或固体物料的表面位置。 对应不同性质的物料又有以下的定义： 液位指设备和容器中液体介质表面的高低。 料位指设备和容器中所储存的块状、颗粒或固体物料的 堆积高度。 界位指相界面位置。容器中两种互不相溶的液体，因其重 度不同而形成分界面，为液-液相界面；容器中互不相溶 的液体和固体之间的分界面，为液-固之间的相界面。液液、液-固相界面的位置简称界面。 物位是液位、料位、界位的总称。对物位进行测量、指示 和控制的仪表，称为物位检测仪表。
15 3 22.5MPa
2
若选择测量范围为0～25MPa、准确度等级为0.5级,这 时允许的最大绝对误差为
20 0.5% 0.125MPa
由于变送器的测量范围为0～25MPa，输出信号范围 为0～10mA,故压力为12MPa时,输出电流信号为
物位检测仪表自动化仪表知识介绍
随着市场的不断发展，越来越多的企业将进入物位检测仪表和自动 化仪表领域，市场竞争将越来越激烈。
品牌影响力成为竞争关键
品牌影响力、技术创新能力和产品质量将成为企业在市场竞争中的 关键因素。
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浮力式物位计
电容式物位计
利用浮力原理，通过测量浮子高度或重量 变化来检测物料位置。
利用电容器原理，通过测量物料对电容器 极板间电场的影响来计算物料位置。
物位检测仪表的应用场景
石油化工
食品制药
环保水处理
用于检测油罐、反应器、 储罐等设备中的液位高
度。用于检测原料、半成品、源自成品等物料的位置或高度。用于检测污水、废水、 饮用水等的水位高度。
物位检测仪表自动化仪表知识介绍
目 录
• 物位检测仪表基础知识 • 自动化仪表基础知识 • 物位检测仪表与自动化仪表的联系与区别 • 物位检测仪表与自动化仪表的发展趋势
01 物位检测仪表基础知识
物位检测仪表的定义与分类
定义
物位检测仪表是一种用于检测固 体、液体或气体物料位置或高度 的自动化仪表。
区别
功能侧重
物位检测仪表主要负责对物位的实时检测，如液位、料位 等，而自动化仪表更侧重于对温度、压力、流量等工艺参 数的自动调节和控制。
系统结构
物位检测仪表通常为独立的系统，只负责某一具体的检测 任务，而自动化仪表则通常集成于更复杂的自动化系统中 ，与其他设备协同工作。
数据处理方式
物位检测仪表通常只对数据进行简单的阈值判断或趋势分 析，而自动化仪表则需要进行更复杂的计算和控制策略。
03 物位检测仪表与自动化仪 表的联系与区别
联系
仪表基础知识——液位检测及仪表
3.液位检测及仪表在容器或工业设备中液体介质的高度叫液位；固体粉末或颗粒状物质的堆积高度叫料位；液体－液体或液体－固体的分界面叫界面。
液位、料位和界面的测量统称为物位测量。
液位，料位和界面的测量仪表分别称为液位计，料位计和界面计，统称为物位计。
3.1物位检测仪表的分类物位测量的目的在于正确地知道容器或工业设备中所储藏物质的容量或质量。
为了满足生产过程中各种条件和要求，测量物位的仪表种类很多。
而且随着科技的进步，还会不断产生新的检测方法和检测仪表。
按工作原理的不同，物位仪表主要有以下几种类型：（1）直读式物位仪表。
利用连通管原理制成。
这类仪表中主要有玻璃管液位计、玻璃板液位计等。
（2）浮力式物位仪表。
应用浮力原理制成。
液位测量仪表是对漂浮在液体上的浮子高度的测量或对浸没在液体中的浮子所受浮力的测量。
前者称为恒浮力法，后者称为变浮力法。
（3）差压式物位仪表。
它是利用物位的变化对某定点所产生的压力也发生变化的原理进行物位测量。
可以分为静压力式物位仪表和差压式物位仪表两种。
（4）电磁式物位仪表。
将物位的变化转换成电量的变化，通过测量这些电量的变化来测知物位。
（5）核辐射式物位仪表。
核辐射线透过物料时，其强度会随着介质层厚度而变化，利用这一特性实现物位的测量。
（6）声波式物位仪表。
物位的变化会引起声阻抗的变化，因此声波的遮断和声波反射距离也会不同，测出这些变化就可以测知物位。
（7）光学式物位仪表。
利用物位对光波的遮断和反射原理工作的物位仪表。
3.2 浮力式液位计浮力式液位计是利用浮力原理测量液位的，根据浮子所受浮力的不同又分为恒浮力式液位计和变浮力式液位计两种。
1.恒浮力式液位计恒浮力式液位计是利用被测介质对浮子的浮力不随液位的变化而变化的原理工作的。
根据恒浮力的原理，结合生产的不同需要，有浮球液位计，磁浮子液位计及浮子钢带液位计等。
浮球液位计有内浮式和外浮式之分。
内浮式是将浮球直接安装于容器内部，而外浮式是在容器外安装一个与容器连通的浮球室进行测量。
第三章-物位测量仪表
第三章物位测量仪表第一节：概述在化工生产中，对某些设备内的物位进行测量和调节也是十分重要的。
它能为正常生产和质量管理以及经济核算，提高经济效益提供可靠的依据。
在连续生产过程中，维持某些设备内的稳定（如锅炉、蒸发器、吸收塔)等,对保证生产安全、优质、高产等也是必不可少的。
一、物位测量的概念我们把存在于罐、塔、槽以及自然界中的江、湖、水库等中的液体或水积存的相对高度或表面位置叫做液位；把存在于料斗、罐、储仓，堆场等处的固体块、颗粒、粉料等堆积的相对高度或表面位叫做料位；把在同一容器中，两种密度不同且互不相溶的液体之间或液体和固体之间的分界面（亦称相界面）位置叫做界位。
上述液位、料位、界位总称为物位。
用来对物位进行测量、报警和自动调节的自动化仪表称物位测量仪表。
二、物位测量仪表的分类按工作原理分，物位测量仪表可分成直读式（包括玻管式、玻板式两类，而玻板式又可分为透光式和折光式两种），浮力式（包括恒浮力式，变浮力式两类，而恒浮力式又可分为浮标式与浮球式，其中浮球式还可分为内浮式和外浮式）、静压式（包括压力式和差压式）、电磁式（包括电阻式、电容式、电感应式等）、声波式、核辐射式等。
第二节：浮力式液位计浮力式液位计分为恒浮力式液位计和变浮力式液位计，以飘浮在液面上的浮子（浮标）将跟随液位的变化而产生位移来测量液位制成的仪表为恒浮力式液位计。
未完全浸沉于液体中的浮筒（沉筒）所受的浮力将随液位的变化来进行液位测量的而标志的仪表称变浮力式液位计。
浮力式或浮筒是这类仪表的敏感元件，它能将液位的变化转换成位移或力的变化，然后通过机械或电气或其它形式将液位的变化进行就地或远传显示，以实现对液位的测量。
浮力式液位计的主要特点是结构简单，工作可靠，不易受外界环境的影响，维修也较简便。
一、恒浮力液位计恒浮力式液位计是利用浮子本身的重力和所受的浮力均为定值，浮子始终漂浮在液面上，并跟随液面的变化而变化来进行测量液位的。
常见的浮子式液位计可分为带有钢丝绳（或钢带）的浮子式液位计、杠杆带浮子式液位计和依靠浮子电磁性能传递的液伴计（如：磁翻板式液位计）。
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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
07:59:15
昆明理工大学
应用浮力原理检测物位
测量原理
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，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
温度检测方法及仪表
数字式显示记录仪表
07:59:15
昆明理工大学
第三章 检测仪表与传感器
第四节
物位检测方法及仪表
07:59:15
昆明理工大学
本 章 主 要 内 容
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
07:59:15
昆明理工大学
小于20 mA
07:59:15 昆明理工大学
负迁移示意图
负迁移测量安装图
07:59:15
昆明理工大学
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
P P气 Hg h1 g
正、负压室的压差为
P P气
P P P Hg h1 g
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负迁移
差压变送器的正、负压室的压力分别为
P P气 H1g h12 g P P气 h2 2 g
正、负压室的压差为
P P P H1 g (h2 h1 ) 2 g
ΔP=Hρg
当被测液位H=0时，Δ P=-（h2-h1）ρ 2g<0，使变送器 在H=0时输出电流小于4 mA；H=Hmax时，输出电流
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应用超声波反射检测物位
测量原理
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。
根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。
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。
道液位的高低。
恒浮力法液位测量示意图
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应用静压原理检测物位
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。
压力表测量液位原理
其关系为
P Hg
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
ΔP (Pa)
（a）无迁移 （b）负迁移 （c）正迁移
某压力变送器的测量范围：0~5000Pa， ) 2 g 固定差压 (h2 h1=2000 Pa
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【例】
【例】如图3－35所示，用差压变送器检测液位。
1 =1200kg/ 已知 ， =5.0m, 2 =950kg/ m3 h2 m 3 , h=1.0m, 1 液位变化的范围是0～3.0m，已知当地重力加速度
物位的基本概念
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。
无迁移
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Δ P与液位高度H的关系为 Δ P=Hρ g。 当H =0时，正负压室的差压Δ P=0，变 送 器输出信号为4mA 当H= Hmax时，差压 Δ Pmax=ρ gHmax，
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为9.8m/ s 2 ，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 H max 1 g 3.0 1200 9.8 35280 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
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【例】
p ( h2 h1 ) 2 g ( 5.0 1.0 ) 950 9.8 37240
第三章
检测仪表及传感器
第5章 自动控制仪表
知识结构 第2章 过程特性 第6章 执行器
第3章 检测仪表与传感器
第1章自动控制系统基本概念
第4章 显示仪表
第7章 简单控制系统
第8章 复杂控制系统
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第9章 新型控制系统
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第10章 计算机控制系统
本章内容
压力检测方法及仪表 流量检测方法及仪表 物位检测方法及仪表
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。
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【例】
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＝-1.96 KPa时，输出 为20mA。
当被测液位H=0时，Δ P=h1ρ g >0，从而使变送器在
H=0时输出电流大于4 mA；H=Hmax时，输出电流大于
20 mA。
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正迁移示意图
正迁移测量安装图
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无迁移、正迁移和负迁移示意图
I0(mA)
20
4
-2000
0 2000 3000 5000 7000
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 P P Hg
B A
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。
P PB PA Hg
ห้องสมุดไป่ตู้
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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