物位测量仪表

课题：物位测量仪表和仪表选用

一、课题：物位测量仪表和仪表选用

二、教学目的：通过物位测量仪表和仪表选用课程的学习，使大家了解目前测量

物位仪表的种类及特点。对于常用用差压变送器测量容器液位，

熟悉液位测量的原理及计算方法。初步了解物位仪表在选型时所

注意的要点。

三、教学重点：

1、各种物位仪表工作原理及特点介绍；

2、差压变送器测量容器液位工作原理及计算。

四、教学难点：

1、物位仪表选用所遵循的要点。

五、布置作业：

1、用差压变送器测量容器液位计算。

如图所示，通过双法兰差压变送器测量容器液位，已知P0=3.0MPa,ρ液=900kg/m3,

ρ硅=930kg/m3,h1=1m,h2=2.5m,H=1m求差压变送器的量程和迁移量.

解：差压液位计的量程△P

△P=Hρ液g=1*900*9.8=8820Pa

当液位最低时,正压室受力为:

P+=P0+ρ硅h1g=3*1000000+1*930*9.8=9114+3*1000000

负压室所受压力:

P-=P0+h2ρ硅g=3*1000000+2.5*930*9.8=22785+3*1000000

于是迁移量:P=P+-P-=-13671Pa,因P+

仪表的测量范围为-13671-----(-13671+8820)=-4851Pa

2、在选用物位测量仪表时，应注意对测量要求的要点有哪些？

答：1、要根据测量范围，需要的精度及测量功能来选择。

2、测量仪表面对的环境，如石油化工的工业环境，有可燃（有毒）和爆炸危险气氛的

存在，高的环境温度等。

3、被测介质的物理化学性质和状态，如强酸，强碱，粘稠，易凝固结晶和气化等工况。

4、操作条件的变化，如介质温度，压力，浓度的变化。还有时考虑到从开车到参数达

到正常生产时，气相和液相浓度和密度的变化。

5、被测对象容器的结构、形状，尺寸，容器内的设备附件及各种进出料管口都要考虑，

如塔、溶液槽、反应器、锅炉汽包、立罐、球罐等

6、其他要求，如环保及卫生等要求。

六、板书设计：提纲式

第一节：概述

一、物位测量的概念

二、物位测量仪表的分类

第二节浮力式液位计

一、恒浮力液位计

二、变浮力式液位计

第三节直读式液位计

第四节静压式液位计

第五节其他物位测量仪表

一、电式液位计

二、辐射式液位计

三、超声波液位计

四、雷达物位计

第六节物位测量方法的选择

一、测量要求

二、测量方法的选择

七、教学方法：课件教学

教具：电脑、投影仪

十一、参考教材：仪表维修工培训教材

附：教学内容

物位测量仪表及选用

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）。

浮子法：该方法采用浮子作为液位测量元件，并驱动编码盘或编码带等显示装置，或连接电子变送器以便远距离传输测量信号。

浮球法：该方法利用杠杆原理工作，如图3—2所示［4］。图中：1－浮球；2－连杆；3－转轴；4－平衡重；5－杠杆。浮球跟随液位变化而绕转轴旋转，带动转轴上的指针转动，并与杠杆另一端的平衡重平衡，同时在刻度盘上指示出液位数值。浮球法有内浮球式和外浮球式两种，如图3—2所示。浮球法主要用于测量温度高、粘度大的液位，但量程较小。

磁翻板法

原理如图6—1a所示［1］，1－翻板指示组件；2－浮子；3－连通管组件；4－调整螺钉；5－放泄塞。浮子装有一组永久磁铁，随液位变化而上下移动，通过磁耦合作用带动磁翻板组件翻转。当液位上升时，磁翻板的红色面朝外；液位下降时，白色面朝外。故根据磁翻板的颜色即可确定液位。浮子内磁铁与磁翻板磁性结构如图6—1b所示［5］，每片翻板间的距离为10 mm。采用几台磁翻板装置串联可增大量程。