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1、 物位检测方法与仪表物位检测方法与仪表物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表物位检测方法物位检测方法v应用浮力原理检测物位v应用静压原理检测物位v应用超声波反射检测物位物位检测仪表物位检测仪表v超声波物位计本本章章主主要要内内容容物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表 物位物位-指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒 物的料位和两种不同液体介质分界面的总称物的料位和两种不同液体介质分界面的总称 液位液位容器中的液体介质的高低容器中的液体介质的高低料位料位容器中固体或颗粒状物质的堆积高度容器中固体或颗粒状物质的堆积高度 物位检测的作用物位检测的作用 确定
2、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；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；为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。物位的基本概念物位的基本概念物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用浮力原理检测物位应用浮力原理检测物位应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位 应用超声波反射检测物位应用超声波反射检测物位 物物位位检检测测方方法法物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用浮力原理检测物位应用浮力
3、原理检测物位利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对液位进行测量的。液位进行测量的。当液位变化时，前者产生相应的当液位变化时，前者产生相应的位移，而所受到的浮力维持不变，后者则发生浮力位移，而所受到的浮力维持不变，后者则发生浮力的变化。因此，只要检测出浮标的位移或浮筒所受的变化。因此，只要检测出浮标的位移或浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。恒浮力法液位测量示意图 测量原理测量原理物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位压力表测量液位原理 通过液柱静压的方法对液位
4、进行测量的。通过液柱静压的方法对液位进行测量的。敞口容器敞口容器：多用直接测量容器底部压力的方法。：多用直接测量容器底部压力的方法。如图所示，测压仪表通过导压管与容器底部相如图所示，测压仪表通过导压管与容器底部相连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位的高度的高度 。其关系为其关系为式中式中 PP测压仪表指示值测压仪表指示值 HH液位的高度液位的高度液体的密度液体的密度gg重力加速度重力加速度 式中式中 P PA A、P PB B分别是液面上部介质压力和液面以下分别是液面上部介质压力和液面以下H H深度的液体压力。深度的液体压力。密闭容器密闭容器：测量容
5、器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介 质压力有关，其关系为质压力有关，其关系为物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表差压变送器测量液位时的零点迁移问题（差压变送器测量液位时的零点迁移问题（重点重点）安装位置条件不同存在着仪表零点迁移问题 特征：差压变送器的正压室取压口正好特征：差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位（与容器的最低液位（HminHmin=0=0）处于同一）处于同一水平位置。作用于变送器正、负压室的水平位置。作用于变送器正、负压室的差压差压PP与液位高度与液位高度H H的关系为的关系为P=P=HgHg。当当H=0H=
6、0时，正负压室的差压时，正负压室的差压P=0P=0，变送，变送 器输出信号为器输出信号为4mA4mA当当H=H=HmaxHmax时，差压时，差压PmaxPmax=gHmaxgHmax，变送器的输出信号为变送器的输出信号为20 20 mAmA，无迁移无迁移物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表负迁移负迁移 差压变送器的正、负压室的压力分别为差压变送器的正、负压室的压力分别为 正、负压室的压差为正、负压室的压差为当被测液位当被测液位H=0H=0时，时，P=-P=-（h h2 2-h-h1 1）2 2g0g0，从而使变送器在H=0时输出电流大于4 mA；H=Hmax时，输出电流大于20 mA。物位检测
7、方法及仪表物位检测方法及仪表应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位（a）无迁移 （b）负迁移 （c）正迁移0500042020007000P(Pa)-20003000I0(mA)某压力变送器的测量范围：05000Pa，固定差压 =2000Pa物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用超声波反射检测物位应用超声波反射检测物位根根据据超超声声波波从从发发射射到到接接收收反反射射回回波波的的时时间间间间隔隔大大小小与与被被测测介介质高度成比例关系的原理，实现液位测量的。质高度成比例关系的原理，实现液位测量的。频率介于20Hz20kHz的机械波振动在弹性介质中的传播就形成声波，介于20kHz500MH
8、z的称为超声波，超声波的传播速度就是声波的传播速度，而超声波具有波长短，易于定向发射和会聚等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20KHz60kHz之间。超声波的速度就是声音的速度,即声在空气(15摄氏度)中的速度是340米/秒,超声波在水中的平均速度1500MS.测量原理根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用超声波反射检测物位应用超声波反射检测物位根根据据超超声声波波从从发发射射到到接接收收反反射射回回波波的的时时间间间间隔隔大大小小与与被被测测介介质高度成比例关系的原理，实现
9、液位测量的。质高度成比例关系的原理，实现液位测量的。测量时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界测量时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界面发射超声波，经过时间面发射超声波，经过时间t t后，便可接收到从界面反射回后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。来的回波信号。测量原理根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种。V-V-超声波在液体中的传播速度超声波在液体中的传播速度H-H-从探头至界面的距离（被测介质物位高度）从探头至界面的距离（被测介质物位高度）T-T-超声波从探头发射至液面反射回来的时间超声波从探头发射至液面反射回来的时间物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表超声波物位计超声波物位计 超声波物位计由超声波发射、接收器（探头）及显示仪表组成。超声波物位计由超声波发射、接收器（探头）及显示仪表组成。超声波物位计原理框图 超超声声波波物物位位计计的的原原理理 物物位位计计以以微微处处理理机机80318031单单片片机机为为核核心心，进进行行超超声声波波的的发发射射、接接收收控控制制和和数数据据处处理理，具具有有声声速速温温度度补补偿偿功功能能及及自动增益控制功能。自动增益控制功能。