第6章物位测量知识分享

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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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读数的修正
图 (a)中的情况，差压计安装 在最低液面以下，这时加在差 压计两侧的差压为：
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这种附加差压可以调整仪表的零点来消除，即当差压计有 hρg的差压作用时，其指示值调为零。
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零点迁移
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ΔP=ρ1gH 无迁移
ΔP=ρ1gH -ρ2g(h2-h1） ΔP=ρ1gH +ρ1gh1
负迁移
正迁移
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迁移量：-ρ2g(h2-h1)
迁移量：ρ1gh1
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2.吹气式液位计
原理：
把一根导管插入敞开容器的下部， 空气经节流元件和压力计后由导管 下部敞开逸出。当空气从导管下端 以气泡形式流出时，管内压力与管 口处的静压力相等，因此压力计指 示值即可反映液位高度。
可用于腐蚀性较强或沉淀严重的液体。
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四、电气式物位测量（可测量液位、料位和界位）
电容式、电阻式、电接点式、电感式物位计
1.电容式物位计 工作原理：圆筒形电容器的电容值随两极板之间的 电介质的不同而变化，故可以通过测量电容量的变 化来测量物位。
由同轴圆筒电极组成的电容器的电容量为：
压力式：利用物位发生变化时引起压力或差压变化的原
理。
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三、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）监视或控制容器中的物位，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。
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物位是液位、料位、界位的总称。
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二、物位检测仪表
物位检测仪表：对物位进行测量、指示和控制的仪表。 物位计、料位计、界位计
物位检测仪表的分类：
按测量方式：连续测量和定点测量（物位开关）
按工作原理： 直读式：采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器
中的物位高度。主要用于液位检测和压力较低的场合。
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1-浮筒 2-弹簧 3-差动变压器
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当液位变化△H时，浮筒所受浮力改 变，弹簧的变形亦有变化。达到新 的力平衡时，有以下关系：
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所以：
H（1 c ）x
Ag
上式表明, 弹簧的变形与液位变 1-浮筒 2-弹簧 3-差动变压器 化成正比。则容器中的液位高度：
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特点：可将压力检测点移至顶部，其使用和维修均很方便。
很适合于地下储罐、深井等场合。
精度影响：取决于测压仪表的精度，以及液体的温度对其
密202度0/8/的15 影响。（前两种液位计亦如此）
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作业：用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位, 如图所示。被测介质密度ρ=900kg/m3 ,毛细管内工作介 质密度ρ0=950kg/m3。差压变送器的安装尺寸为 h1=1m, h2=4m。求变送器的测量范围；并判断零点迁移方向, 计算迁移量；当法兰式差压变送器的安装位置升高或 降低时,问对测量有何影响?
特点：结构简单，但连续性差、量程不能太大
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2.浮筒式液位计——变浮力式
原理：浮筒是圆柱形的，利用浮 筒被液体浸没高度不同引起的浮 力变化而检测液位。
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m—浮筒质量， A—浮筒截面积， c—弹簧的刚度系数， x0—弹簧的压缩位移， ρ—为被测液体密度， H—浮筒没入液体高度
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例：浮子重锤液位计 工作原理：浮子所受的绳子拉 力、重力和浮力相等时，处于 平衡状态而漂浮在液面上，平 衡重锤位置反映浮子的位置， 从而知液位。
通过增加浮子 的定位能力减小 摩擦力的影响
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例：舌簧管式液位计—将液位的变化转为电信号的变化
凡是可以测压力和差压的仪表，选择合适的量程均可用于 检测液位。
静压式液位计：用于敞口容器中液位的测量。 差压式液位计：用于密闭容器中液位的测量。 压力信号的引出：采用引压管
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法兰式取压
对于有腐蚀性、结晶颗粒或 黏度大、易凝固的介质可用 法兰式仪表（法兰式压力变 送器）。
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第6章物位测量
6.1 物位测量概述
6.2 常用物位测量的方法 6.3 锅炉汽包水位测量 6.4 物位检测仪表的选用及标定
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6.1 物位测量概述
一、物位的定义
物位：指设备和容器中液体或固体物料表面位置。 对应不同性质的物料又有以下定义： ➢ 液位：指液体介质表面的高度。 ➢ 料位：指块状、颗粒状或粉末状固体物料的堆积高度。 ➢ 界位：指液-液、液-固的相界面位置。
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6.2 常用物位测量的方法
一、直读式液位测量
测量原理：基于连通器原理而实现液位的测量。
特点：简单、经济
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连通阀，用于 切断玻璃液位 计与容器
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二、压力式液位测量
工作原理：把物位的测量转 换为压力或压差的测量。
设B点为选定的零液位。则从液面 至零液位处的差压：
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法兰式差压变送器测液位图 14
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三、浮力式物位检测仪表
浮子式（恒浮力式）、浮筒式（变浮力式）
1.浮子式液位计——恒浮力式 原理：把液位的变化传给浮在液面上的浮子，浮子 受液体的浮力而漂在液面上，当浮力与重量相等时 ，浮子的位置就代表液位，并且随液位同步移动。 浮子的形状：圆盘形、圆柱形和球形，要根据使用 条件和使用要求来设计。
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弹簧的变形检测：
➢在浮筒连杆上装指针直接指示液位。 ➢在连杆上端装有差动变压器铁芯（如上图），通过差动 变压器输出相应的电信号，从而测出液位。 ➢通过扭力管将浮筒的线位移转变为角位移，通过霍尔片 感受位移的变化输出霍尔电势，霍尔电势的大小与角位移 成正比，经处理后可变为标准信号。
式中ρ为被测介质密度；g为重力加速度。
特点：测量简单、无可动部件、工作可靠、压力表
精度高。
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注意
测压仪表的测压基准点与取压基准点不一致时，应 考虑附加液柱的影响，且需进行修正。
压力变送器
H
-+
2
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+-
H
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-+
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1. 静压、差压式液位计