物位检测.

（2）物位检测仪表的分类

物位检测仪表按测量方式可以分为连续测量和 定点测量两大类。 连续测量方式能持续测量物位的变化。 定点测量方式只能检测物位是否达到上限、下 限或某个特定的位置，定点测量仪表一般称为 物位开关。


7.2
常用物位检测仪表
（1）静压式液位检测仪表 将液位的检测转化为静压力的检测：
H (1
c A g
)x
7.2.3.1 电容式物位计

敏感元件:两个同轴圆筒电极组 成的电容器。 2 L
C ln D
d
1）测量不导电介质
C k
2 1
ln D
d
H
2）测量导电介质 变极板长度方式
聚四氟乙烯外套
电容式油量表
超声波物位检测

检测原理
超声波在介质中传播时会被吸收而衰减。超声波 在穿过两种不同介质的分界面时会产生反射和折射。
第7章 物位检测
7.1
物位的定义及物体检测仪表的分类
7.2
常用物位检测仪表
7.3
影响物位检测的因素
7.1
物位的定义及物位检测仪表的分类
（1）物位的定义 物位统指设备和容器中液体和固体物料的表面位置， 是液位、料位、界位的总称。

液位：指设备和容器中液体介质表面的高低。 料位：指设备和容器中所存储的块状、颗粒或粉末状 固体物料的堆积高度。 界位：指界面的位置，液-液界面、液-固界面。
2）负迁移
负压侧连通管中充满了介质，作用在变送器正、 负压室的压差为 ：
p H 1g (h2 h1 ) 2 g
②吹气式液位计

将一根吹气管插入至 被测液体最低位，使吹气 管通入一定的气体，使吹 气管中的压力与管口处液 柱静压力相等。用压力计 测量吹气管上端压力，就 可测得液位。
水深测量仪
（2）浮力式物位检测仪表
7.2.2.1 浮子式液位计
检测元件:浮子
F m3 g m1g
浮力
F
D
4
2
h g
浮子重锤液位计
恒浮力式液位计
舌簧管式液位计
7.2.2.2 浮筒式液位计
工作原理
cx0 mg AH g
当液位变化时
c( x0 x) mg A( H H x) g
压力引号的引出方式


1）引压管方式 2）法兰式 1——容器 2——差压计 3——液位零面 4——法兰 5——毛细管
零点迁移

由于仪表安装位置的关系，仪表量程会出 现一个附加值，需对读数进行修正：
差压变送器的测量室的安装
1）正迁移
位置低于容器最低液位h高度时
p H g h g

C. 右图所示探头端部是两根多模 光纤用棱镜耦合在一起，这种结构 的光调制深度最强，而且对光源和 光探测器件要求不高。
7.3
影响物位测量的因素
（1）液位测量的特点 稳定的液面是一个规则的表面，但是当物 料有流进流出时，会有波浪使液面波动。在生 产过程中还可能出现沸腾或起泡沫的现象使液 面变得模糊。 大型容器中常会有各处液体的温度、密度和 黏度等物理量不均匀的现象。 容器中的液体呈高温、高压或高黏度，或 含有大量杂质、悬浮物等。
采用单探头时， 探头与液面的距离为： h
ct / 2
ct 2 2 采用双探头时：h s a a 2 2
2
7.2.3.3

核辐射物位计
原理：利用核辐射线在穿透物质时将被衰减的现象 来确定物位。 射线射入厚度为H的介质，透过介质的射线强度I
I I 0e
辐射源:钴60或铯 。
n1 si百度文库 i n2 sin r
（b）临界状态：
i arcsin(n2 / n1 )
0
（c）全反射 ： i i
0
光在光纤中的全反射
光纤液位探测器的几种结构形式：
a. Y形光纤结构 由Y形光纤和全反射椎体以 及光源和光电二极管等组成。
b. U形结构， 在探头端部除去光纤的包层， 当探头浸入液体时，液体起到 包层的作用，于包层折射率的 变化使接收光强改变，其强度 变化与液体的折射率和测头弯 曲形状有关。
H
接收装置：盖革计数管
测量方式
自动跟踪
一源一接收
多源多接收
7.2.3.4

物位开关
进行定点测量的物位开关是用于检测物位 是否达到预定高度，并发出相应的开关量信号。 对象:液位、料位、固-液分界面、液-液分 界面，以及判断物料的有无。
光纤液位探测器
一、光的反射、折射
当光由光密物质出 射至光疏物质时，发 生折射。 （a）折射角大于入射角：
p pB pA H g
（1）静压式液位检测仪表
①压力、差压式液位计 对于敞口容器 PA为大气压力，在容器底部或侧面液位零点 处引出压力信号，仪表指示的表压力即反映相 应的液柱静压。
①压力、差压式液位计

对于密闭容器 可用差压计测量液位，差压计的正压侧与 容器底部相连，负压侧与容器上部的气空间相 连。
（2）料位测量的特点 料面不规则，存在自然堆积的角度。

物料排出后存在滞留区。 物料间的空隙不稳定，会影响对容器中实际储 料量的计量。

（3）界位测量的特点 界位测量的特点则是在界面处可能存在浑 浊段。