检测仪表与传感器物位检测优秀课件

2.零点迁移问题zero shift
安装位置条件不同存在着仪表零点 迁移问题
（1）无零点迁移情况
ΔP=ρgH
H=0 ΔP=0
PA
Ｉmin=4mA
H PB
+-
H=H max ΔP=ΔP max Ｉmax =20mA
测量仪表的零点无需调整便与被测参数的 零点一致的情况
I/mA 20
4 ΔPmax ΔP
极板的长度L和介
电容器组成
质的介电常数ε 的乘积成比例
工作原理
在电容器的极板间，充以不同介质（液体 或固体颗粒、粉末），电容量变化的大 小与注入地深度H成比例，测出Cx，可 得到液位、料位或液体的分界面高度。
- + ρ2
h1
负迁移示意图
可测量具有腐蚀性、含有结晶颗 粒、粘度大、易凝固等液体液位
p1 g H 2 g (h 2 h 1 )
H0 p2g(h2h 1)
Imin4mA
H Hmax p 1 g H 2 g (h 2 h 1 )
Imax20mA
零点迁移
设法抵消固定压差ρ2g(h2-h1)的作用， 使H=0时，Ｉ出=4mA；H=Hmax时， Ｉ出=20mA的方法。
双法兰远传/表压变送器
挡板 弹簧
喷嘴
波纹管
＞
主杠杆
密封片
P出
壳体
连杆
插Baidu Nhomakorabea筒
膜盒
单法兰插入式差压变送器
四.电容式物位传感器 capacitor
物位变化→电容量变化 便于远传，使用方便，适合测量液位、
固体粉末、颗粒状物的料位。
1．工作原理
内电极
D d
L
C
2 L
ln D
d
外电极
当D和d一定时， H 电容量C的大小与
I出（mA)
20
负迁移
正迁移
4
-2000 3000 5000△P(Pa)
在规格中，型号后加“A”—正迁移； “B”—负迁移。
零点迁移和调零
目的都是使变送器输出的起始值与被 测量的起始值相对应。
零点调整量比较小，而迁移量比较大
P0
H
h
ΔP=Hρg+hρg H=0~Hmax时 量程ΔP= hρg~ Hρg+hρg Ｉ出=4 ~20 mA
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。
要求：介质洁净，粘度不能太高
可测量无腐蚀性、不含有结晶颗粒、 粘度小、不易凝固等液体液位
（2）负迁移 negative migration
变送器的安 装位置与最低
ρ2
液位（H=0） h2
P0
ρ1
H
不在同一水平 位置
+-
P0
正迁移示意图
三.用法兰式差压变送器测量液位
目的
为了解决测量具有腐蚀性、含有结晶颗粒、 粘度大、易凝固等液体液位时引压管线被 腐蚀、被堵塞等问题。
毛细管 变送器
法兰式测量头
法兰式差压变送器测量液位示意图
按结构形式分
单法兰 双法兰
按法兰构造分
平法兰 插入式法兰
1151LT型法兰式液位变送器
2．物位计分类
直读式物位计 压差式物位计 浮力式物位计 电磁式物位计 核辐射式物位计 超声波物位计 光电式物位计
（1）直读式物位仪表
direct reading level meter
直接显示液位的高低。
如玻璃管液位计、玻璃板液位计等
（2）压差式物位仪表
differential pressure type
一．概述
1．物位测量的意义
确定容器中的贮料数量，保证连续生产 的需要、经济核算。
连续监视或控制容器中的物位，使它保 持在规定的范围内。
对容器中的物位进行上、下限报警，以 保证生产安全、正常进行。
连续测量物位仪表 连续测量物位的变化
定点测量物位仪表 确定物位是否达到上限、下 限或某一特定位置
压差计
pBpAHg
H p c•p
g
若容器是敞开的
H - 液位高度 ρ- 介质密度 g - 重力加速度 PA、PB - A、B 两处的压力
ppBgH
结论
H 压力表式液位计
•差压液位变送器测量液 位时，若容器是敞口的， 则差压计的负压室通大 P 气，可用压力计直接测 量液位高低。
•若容器是封闭的，需 将负压室与容器的气相 相连。
迁移弹簧：改变变送器的零点位置
迁移的实质 量程位置的平移，不改变量程的大小
ΔP=ρ1 gH-ρ2g(h2-h1) 迁移量： ρ2g(h2-h1)
分为正迁移和负迁移两种
负迁移：用迁移弹簧平衡负压室上固 定压差影响的过程。
正迁移：
举例 ΔP=0～5000Pa ➢无迁移
➢当有负迁移，迁移量= 2000Pa
电容式液位计
（主要测量不导电液体）
电容（绳）式料位计
（5）核辐射式物位仪表
放射线通过介质， 其强度随物料层的 厚度而变化。
常用γ 射线 工业上使用连续式
和间断式两种。
（6）超声波物位仪表
检测声波发射和反射 全过程的时间间隔。
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）
浮筒液位计
变压器
连杆
弹簧 固定端 浮筒
铁芯
△x
△x
H
初始状态的浮筒
液位为H的浮筒
浮筒液位计原理图
杠杆浮球式液位计
杠杆浮球式液位计
应用于石化、冶金、能源、 食品、制药、水处理等行 业对液位或界位的测量与 控制
电浮筒液位计
（4）电磁式物位仪表electromagnetic
物位的变化→电量的变化 有电阻式（即电极式）、电容式和电感式等
（7）光学式物位仪表 利用物位对光波的遮断和反射原理
二.压差式液位变送器
differential pressure level gauge
差压式液位变送器
压力液位变送器
3051L型液位变送器
1.工作原理
利用容器内液位改变时，由液柱产生 的静压也相应变化的原理。
PA
H
PB
+-
液位变送器原理图
物料内静压力与液体深度或物料堆积高 度成正比。
液体密闭容器
液体敞开容器
固体称重仓
（3）浮力式物位仪表buoyancy-type
液位高度变化→浮子高度或浮子（或沉筒） 浮力的变化。
有浮子、浮球、沉筒式几种。
浮子重锤
杠杆浮球式
浮子式
浮子式液位计
浮子漂浮原理
△H
H
H+△H
浮子的形状
扁平形
扁圆柱形 高圆柱形
检测仪表与传感器物位检测
§3.4 物位检测及仪表
教学内容
level gauging
各种液位测量方法及仪表，包括：
差压式液位变送器的工作原理及零点
迁移问题
电容式物位计
其它物位计
核辐射式物位计 雷达式液位计 称重式液罐计量仪
液体介质的高低—液位
物
固体或颗粒状物质的堆积高度—料位 位
两种密度不同液体介质的分界面—界位