物位检测及概述、工作原理、分类和应用

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（6）声波式物位仪表
➢ 利用声波在空气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）。
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（6）声波物位仪表的特点
➢ ：无可动部件，换能器的振幅小，寿命长，可实现非接触
✓ 对应不同性质的物料又有以下的定义。 1、液位指设备和容器中液体介质表面的高低。
2、料位指设备和容器中所储存的块状、颗粒或粉末 状固体物料的堆积高度。
3、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-固相 界面。
关系，当被测介质密度不变时，通过测量参考点的压 力可测知液位。
✓ 这类仪表有压力式和差压式等型式。
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4.1 常用物位检测仪表
➢ 利用静压原理测量液位：
举例说明
1、工作原理
静压式液位计是根据液体在容器内的液位与液柱高度产 生的静压力成正比的原理进行工作的。
将压力计与容器底部相连，根据流体静力学原理，所测 压力与液位的关系为：
当液位升高 h'时，则液位高度为 h h' 因浮力增加，使浮筒上 升 X，于是浮筒 浸没在液体中的高度为 h h' X , 当达到新的平衡时，有 ：
C ( X X ) W Ag (h h'X ) 将两式相减 : C X Agh' AgX
h' CAg
液-液、液-固相界面的位置简称界位。
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一、定义及检测方法分类
➢ 物位的定义：
✓ 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，称物位检测仪
表。
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物位测量的意义及目的
➢正确测得容器中储藏物质的容量或重量；
➢ 监视或控制容器内的介质物位，使它保持在一定的工艺要
求的高度，或对它的上、下限位置进行报警，以及根据物 位来连续监视或调节容器中流入与流出物料的平衡。
3.1 常用物位检测仪表
➢ 恒浮力法测量液位的原理：
3、浮力式物位仪表
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3.1 常用物位检测仪表
➢ 平衡时：
3、浮力式物位仪表
✓ 浮标的重量-浮力=平衡物的重量。
即:W-F=G
✓ 当液位上升时：
浮标浸没部分增加，浮力增大，W-F<G, 浮标 上升， 浮力下降，使 W-F=G
✓ 浮标的位置就反映了物位的高度。
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3.2 常用物位检测仪表
3、浮力式物位仪表
➢ 变浮力法测量物位的原理：
设浮筒重为W，浮筒在某一 位置时弹簧的伸长量为X, 弹 簧系数为C，A为浮筒的截面 积，则：
W AghCX
弹簧的伸长量通过变压 器的铁心被转化为电压 的变化量，采用差动连 接可提高灵敏度。
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3.1 常用物位检测仪表
3、浮力式物位仪表
式测量； ✓ 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）。
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表3-5 物位仪表的分类和主要特征
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表3-5 物位仪表的分类和主要特征续
➢ 物位检测仪表的分类：
✓ 由于被测对象种类繁多，检测的条件和环境也有很大 差别，所以物位检测的方法有多种多样，以满足不同 生产过程的测量要求。
✓ 物位检测仪表按测量方式可分为连续测量和定点测量 两大类。 连续测量方式能持续测量物位的变化。 定点测量方式则只检测物位是否达到上限、下限或 某个特定位置，定点测量仪表一般称为物位开关。
✓ 按工作原理分类，物位检测仪表有直读式、静压式、 浮力式、机械式、电气式等。
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一、 定义及检测方法分类
➢ （1）直读式物位仪表
✓ 采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中物位 的高度。方法可靠、准确，但是只能就地指示。主要 用于液位检测和压力较低的场合。
➢ （2）差压式物位仪表
✓ 基于流体静力学原理，适用于液位检测。 ✓ 容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压力成比例
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➢ （4）电磁式物位仪表
将电气式物位敏感元件置于被测介质中，当物位变化时其电 气参数如电阻、电容等也将改变，通过检测这些电量的变 化可知物位。
➢ （5）辐射式物位仪表
辐射式物位仪表是根据被测物质对放射线的吸收、散射 等特性而设计制造的。
➢ （6）声波式物位仪表 ➢ （7）光学式物位仪表
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➢ 所以，一般测量物位有两种目的：
(1)一种是对物位测量的绝对值要求非常准确，借以确定容器 或储存库中的原料、辅料、半成品或成品的数量；
(2) 另一种是对物位测量的相对值要求非常准确，要能迅速 正确反映某一特定水准面上的物料相对变化，用以连续控 制生产工艺过程，即利用物位仪表进行监视和控制。
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一、定义及检测方法分类
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第四节 物位检测及仪表
➢二、差压式液位变送器
1.工作原理
利用容器内的液位改变 时，由液柱产生的静 压也相应变化的原理 而工作的。
图3-37 差压液位变送器 原理图
图3-38 压力表式液位计
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第四节 物位检测及仪表
将差压变送器的一端接液相，另一端接气相
因此
p1 p Hg
p2 p
pp1p2H g
物位检测及概述、工作原理、分类和应用
➢一、概论
几个概念
液位 料位 液位计 界位计
测量物位的目的 按其工作原理分为
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
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一、定义及检测方法分类
➢ 物位的定义：
✓ “物位”一词统指设备和容器中液体或固体物料的表面 位置。
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3.1 常用物位检测仪表
举例说明
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➢ （3）浮力式物位仪表
✓ 其工作原理基于阿基米德定律，适用于液位检测。漂 浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液面变 动时其浮力会产生相应的变化，从而可以检测液位。
✓ 这类仪表有各种浮力式液位计、浮筒式液位计等。
浮力式液位计： 浮力式液位计有两类： 恒浮力式：在测量过程中浮力维持不变的，如浮标、浮 球等液位计. 变浮力式：根据浮筒在液体内浸没的程度不同、所受的 浮力不同来测定液位的高低.