测量学第六章—物位测量

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6.2 静压式物位检测
无迁移：保证差压变送器的正压室位置与零液面等高
P P0 1gH
P P0
P P P 1gH
注意： 正压室与容器底部连接 负压室与容器上部连接 确保正压室与零液面等高 忽略了气体密度引起的误差
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6.2 静压式物位检测
静压式 超声波式
浮球式 磁翻板式
射频电容式 射线式
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6.1.2 物位检测的基本原理
物位检测特点：敏感元件接收的信号与被测介质的某一特性 有关
与介质的密度有关：静压式和浮力式 与介质的介电常数有关：电容式 与声波在介质中的传播速度有关：超声波式 与介质对射线的线性吸收系数有关：射线式 此外，还与被测介质的温度、组分有关
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本专业或你所了解的有关物位测量？
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6.1 物位检测的主要方法和分类
物位和物位计
液位 界面 料位
液体介质液面高低 两种液体分界面位置 固体物质的堆积高度
液位计 物
界面计 位 计
料位计
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6.1.1 物位检测的主要方法
测量方法
测量原理
对应关系 测量对象
第2篇：测量仪表
第六章 物位测量
6.1 主要方法和分类 6.2 静压式物位测量 6.3 浮力式物位检测 6.4 电气式物位检测 6.5 声学式物位检测 6.6 射线式物位检测
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第6章：物位测量
授课时间：2学时 主要内容
物位检测的主要方法和分类 静压式、浮力式、电气式、声学式、射线式物位检测 重点与难点 静压式和浮力式物位检测
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6.1.2 物位检测的基本原理
检测原理
内容
检测方法
力学原理
敏感元件所受到的力的大小与 物位成正比
静压式、浮力式、 重锤式
相对变化 原理
物位与容器顶部或底部距离发 生变化，通过测量从而获得物
位信息
声学法、光学法、 微波法
某强度性 物理量随 物位变化
如射线的吸收强度、电容器的 电容量等
解：1）差压变化量只与测量液柱高度有关： Pmax 1gHmax 35.28kPa
2）根据国标规定的差压变送器的量程系列，选择量程为40kPa；
3）迁移量－B B (h2 h1)1g 37.24kPa
4）根据所选变送器，进行负迁移后，测量范围为-37.24～2.76kPa 5）液位测量范围根据实际选择的差压变送器的量程进行换算：
密闭容器：若被测介质具有腐蚀或结晶颗粒或黏 度大、易凝固等特性，应采用法兰连接;
敏感元件：金属膜盒 连通元件：毛细管 传压介质：硅油 保护套管：金属蛇皮
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6.2 静压式物位检测
量程迁移：对压力（差压）检测时校正安装位置误差的方法 零点校正：使仪表在液位为零只受附加静压时输出为零； 满度校正：在受到最大静压（静压差）时输出为满度值； 无迁移 负迁移 正迁移
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6.3 浮力式物位测量
恒浮力式物位检测：浮标式、浮球式或翻板式
1 － 浮筒 2 － 浮球 3 － 连杆 4 － 非导磁管 5 － 下限水银开关 6 － 磁钢 7 － 上限水银开关 8 － 调整箱组件
负迁移：在零液面处传感器受到附加负压差作用，为使在零 液面出输出电流为标准值，需要消除该附加差压。
P P0 2 gh1 1gH P P0 2 gh2 P P P 1gH B
B 2gh2 h1
量程迁移即为消去－B的影响，即负迁移量为B 确保负压室所受液柱高度一定
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Hmax 40 3.0 / 35.28 3.4m
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6.2.4 量程调节
1）：正负迁移的实质是改变变送器的零点，即同时改变量 程的上、下限，而不改变量程的大小；
2）：正负迁移即通过改变零点使得输出曲线进行平移； 3）：量程调节则改变变送器的满度值，即改变输出曲线的
斜率。
静压式 浮力式 电气式 声学式 射线式
根据流体静力学原理
利用浮子的位置或浮力
根据电极之间电气参数
利用超声波传播速度与反 射特性
放射性同位素的射线被吸 收程度实现非接触测量
与压力或高 度对应
与位置或浮 力对应
与电参数对 应
与传播速度 对应
与强度变化 对应
液位 液位 液位、料位 液位、料位 物位
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容器需要开孔，适用于现场监测，信号无法远传，需另配 压力监测仪表作为远传使用
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6.2 静压式物位检测
检测方法：压力（压差）仪表检测
确保被测液体密度为定值 确保压力仪表与容器内零液面在同一水平位置
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量程 迁移 修正
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6.2 静压式物位检测
检测方法：压力（压差）仪表检测
6.2 静压式物位检测
正迁移：实际安装过程由于没有和零液面在同一水平面而产 生的附加正差压。
P P0 1gH 1gh
P P0
P P P 1gH C C 1gh
量程迁移即为消去C的影响，即正迁移量为C 忽略气体密度影响
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DDZ-Ⅲ为例说明
无迁移
输出电流：4～20mA
射线法、电容法
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ห้องสมุดไป่ตู้
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6.2 静压式物位检测
检测原理：液位高度变化，由液柱产生的静压也随之变化。
P PB PA gH P PB PD gH
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6.2 静压式物位检测
检测方法：玻璃管检测——连通器原理——最直接的方法 敞口容器：容器底部与玻璃管连通，顶部敞口 密闭容器：容器上下两端均与玻璃管联通
液柱高度：0～H
差压范围：0～ρgH
负迁移
输出电流：4～20mA
液柱高度：0～H
B
差压范围：－B～ρgH －B
正迁移
输出电流：4～20mA
液柱高度：0～H
差压范围：C～ρgH ＋C
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ΔI
C
ΔP
H
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例题
用差压变送器检测液位，已知ρ1＝1200kg/m3， ρ2＝950kg/m3，h1＝ 1.0m，h2＝5.0m，液位的变化为0～3.0m，g＝9.8m/s2，求1）计算差压 的变化量？2）选择差压变送器的量程？3）计算差压变送器的迁移量？ 4）计算迁移后差压变送器的压差测量范围？计算迁移后差压变送器的 液位测量范围？