《模块液位检测》PPT课件.ppt

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1、机、电类传感器与检测技术项目教程模块六、液位检测 课件统一书号：ISBN 978-7-111-48817-0 课程配套网站或 2015年2月第1版,（作者：梁森、黄杭美、王明霄、王侃夫）,本模块介绍“液位”、“物位”的基本概念、电容式液位计、超声波式液位计，还介绍了型式试验与型式评价以及电接点式液位计。,内容简介,今天是：2023/7/19,模块六、液位检测 目录,知识链接、液位与物位的基本概念项目一、电容式液位计变送器项目二、超声波式液位变送器项目三、液位计的型式试验与型式评价拓展阅读 电接点式水位计,現在時間是：04:56,知识链接 液位与物位的基本概念,物位与液位物位是液位、料位、界面的

2、总称。固体块状、散粒状物质的堆积高度称为料位；容器中，液体介质液面的相对高度或表面位置称为液位；同一容器中，两种密度不同，但互不相容的液体介质，其分界面的位置称为界面。相应的测量仪表称为料位计或液位计、界面计。,超声波式物位计,表6-1 常用液位仪的特性,各种液位计,导波雷达式液位控制计,微波雷达式液位控制计,重锤伺服式物位计,各种液位计（续）,图6-1 玻璃管液位计,a）原理示意图 b）实物 c）刻度表放大图1汽包 2液面 3法兰接管 4螺母 5垫片 6法兰盘 7螺栓 8截止阀 9不锈钢管 10玻璃管（板）接头 11玻璃管（板）12标尺,项目一 电容式液位计,【项目教学目标】知识目标1）掌握

3、变介电常数电容式传感器构成液位计的工作原理。2）掌握双法兰差压式液位变送器的工作原理。技能目标1）掌握差压式液位变送器的安装。2）掌握差压式液位变送器的零点迁移方法。,現在時間是：04:56,任务一 变介电常数电容式液位计的安装与应用,平板电容的电容量为C=0rA/d。式中，0为真空的介电常数，r为两极板间介质的相对介电常数，A为两极板相互遮盖的有效面积，d为两极板间的极距。,如果固定A、d为常数，电容C将随两个极板间的介质相对介电常数r的变化而变化。,表6-2 几种介质的相对介电常数,一、开环式变介电常数电容式液位计,1内圆筒 2外圆筒 3被测绝缘液体 4被测导电液体 5聚四氟乙烯套管 6顶

4、盖 7绝缘底座 8信号传输屏蔽电缆,图6-2 变介电常数电容式液位计a）同轴内外金属管式 b）金属管外套聚四氟乙烯套管式 c）带底座的电容液位传感器的结构（放大图见后页）,变介电常数电容式液位计,变介电常数电容式液位计原理,右图中当被测液体（绝缘体）的液面在两个同心圆金属管状电极间上下变化时，引起两电极间不同介电常数介质（上半部分为空气，下半部分为液体）的变化，因而导致总电容的变化。左图中当液罐外壁是导电金属时，可以将液罐外壁接地，并作为液位计的外电极。当被测介质是导电的液体（例如水溶液）时，内电极应采用金属管外套聚四氟乙烯套管式电极。这时的外电极也不再是液罐外壁，而是该导电介质本身。这时内、

5、外电极的极距只是聚四氟乙烯套管的壁厚。,表6-3 TQ-DRUL电容式液位变送器的型号及说明,汽车电阻式油量表,油量表相当于电流表。浮球带动变阻器滑片,变阻器R的最大阻值是50,与油量表串联的电阻R与油量有确定关系。,二、伺服电容式油量表（飞机用，可倾斜）,图6-3 伺服电容式油量表示意图（无浮球机构）1油箱 2同心圆柱形电容器 3伺服电动机 4减速箱 5油量表盘,伺服电容式油量表工作原理,当油箱中无油时，圆柱形电容器的电容Cx 0为最小值，ubd=0。,调零过程：暂时断开减速箱与电位器RP的机械连接，,电位器RP的滑动臂调到0点，此时相邻两臂电阻相等（R3、R4的阻值相同）。,再调节半可变电

6、容C0，使C0=Cx 0；此时电桥的输出ubd为零，油量表指针偏转角=0。,伺服电容式油量表工作原理（续）,当油箱中注入油，液位上升至H处，Cx=Cx0+Cx，Cx与H成正比。电桥的输出电压ubd经放大后驱动伺服电动机，再由减速箱减速后，带动指针顺时针偏转，同时带动RP的滑动臂向c点移动，从而使RP的阻值增大，Rcd=R3+RRP也随之增大。当RP阻值增大到一定值时，R4/(R3+RRP)=C0/(Cx0+Cx)，Uo再次等于零，于是伺服电动机停转，指针停留在转角为max处(Hfull，油箱满)以上的闭环原理可以用微处理器来实现。,开环式电阻油量表的测量原理,电容式油量表可工作在30倾斜状态,

7、任务二 差压式液位变送器的安装与零点迁移,一、单导压管（取压管）压力式液位变送器1单导压管压力式变送器测量液位原理单导压管压力式液位变送器只有一个压力输入接口（p+接口），负取压口（p-接口）向大气敞开，可用于不产生有毒气体的敞口式常压容器。,图6-4 单导压管压力式液位变送器,表6-4 TQ-YBUL差压式液位变送器的型号说明,例如，型号“TQ-YBUL-LT-4-I-2-3”表示：液位变送器；最高差压186kPa，相当于温度为20、当地重力加速度为9.80665m/s2时的18.9m水柱的压力；本安型；输出为420mA模拟信号以及HART通信信号；最大过程压力为10MPa。,图6-5 单导

8、压管压力式液位变送器的安装示意图,a）压力变送器的取压口与液位基准线持平 b）压力变送器的取压口低于液位基准线0液位下限 1容器 2液面 3截止阀 4导压管 5正取压口 6压力（差压）变送器 7负取压口,单导压管压力式液位变送器的计算,单导压管压力式液位变送器正取压口的压力p+=gH+p0，负取压口向大气敞开，p-=p0，输入压力p与被测液体的液位H成正比，即p=p+-p-=(gH+p0)-p-=gH式中 p压力式液位变送器的正、负取压口的压力差（Pa）；被测量介质的密度（kg/m3）；g当地的重力加速度（m/s2）；H被测量液体的高度（m）；p0大气压（Pa）。对于同一地点、同一被测量介质，

9、和g均为常数，被测液位 H=p+/(g),例6-1 型号为TQ-YBUL-LT-4-I-2-3液位变送器的安装见图6-5a，压力变送器安装在敞口容器的零液位（图6-5a中的液位基准线）位置。压力变送器的量程为0100kPa，输出为标准信号420mA，测量对象是密度=1000kg/m3的纯净水，当地的重力加速度g=9.8m/s2。求：1）压力变送器的输入/输出方程。2）当输出为20mA、12mA、10mA时,被测液位H20、H12、H10。,解 1）二线制压力变送器的输入/输出方程通用表达式为：I=a0+a1p。当液位H=0时，则p=0，a0=4mA。当被测压力为满量程时，p+max=100kP

10、a，此时的输出电流I=20mA，则a1=(20-4)mA/100kPa=0.16mA/kPa压力变送器的输入/输出方程：I=a0+a1p=4mA+(0.16mA/kPa)p。与输出电流420mA对应的输入静压力可以用下式计算：p=(I-a0)/a1。2）H20=Hmax=p+max/(g)=(100103)Pa/(1000kg/m39.8m/s2)=10.2m压力变送器的输出为12mA时，p12=(12mA-4mA)/(0.16mA/kPa)=50kPa，是压力变送器量程的一半。由于液位H与压力p成正比，所以有：,或,例6-1（续）该压力（液位）变送器的输出为12mA时，由下式计算可知，H12

11、是H20的一半：,该压力变送器的输出为10mA时，液位：,2单导压管液位变送器测量液位时的零点正迁移,在工程测量中，有时容器的位置比较高，压力式液位变送器的安装高度比较低，所以正取压口处于液位基准线下方，见图6-5b。当液位等于零（恰好到达液位基准线，以下同）时，压力变送器的取压口中仍然灌满密度为的液体，则p+0不等于零，可用下式计算 p+0=gh1 差压式液位变送器的正取压口低于液位基准线的情况下，当液位等于零时，液位变送器的输出I将大于4mA，造成误差。当液位为H时，压力变送器的取压口静压力p+=gH+gh1=gH+B（6-6）式（6-6）中的B=gh1，为常数，称为零点迁移，简称迁移。迁

12、移量的相对值（百分比）等于迁移量与量程的百分比。,图6-6 差压式液位变送器的迁移特性,图6-5 单导压管压力式液位变送器的安装示意图,迁移的本质,差压式液位变送器的零点迁移并没有改变液位计的总量程，也不改变液位计的灵敏度（曲线的斜率），只是使液位计的测量下限和上限同时向正方向或负方向平移。在差压式液位变送器中，通常都设置了能够改变测量下限的机械式迁移机构或数字式迁移电路，使得液位为零时，输出电流被调校到下限值，例如4mA。根据上述原理和下例计算方法，目前多用“HART手持终端”进行反向迁移。有的差压式液位变送器可以允许+500%和-600%的迁移。,例6-2 单导压管压力式液位变送器的正取压

13、口低于液位基准线以下，见图6-5b所示。已知介质为汽油，密度=900kg/m3，当地的重力加速度g=9.8m/s2，所选的压力式液位变送器的额定压力pp=100kPa，用米尺现场测得液位h1=2m，设被测最高液位Hmax=10m，求：1）迁移量B。,2）判断正取压口在最高水位时的压力是否超过压力式液位变送器的额定压力？,图6-5b 压力变送器的取压口低于液位基准线,解 1）B=p+0=gh1=900kg/m39.8m/s22m=17640Pa=17.64kPa0，如图6-6中的曲线所示，在4mA时的拐点为17.64kPa。2）压力式液位变送器的正取压口在最高液位时的静压力pmax=pHmax+

14、p+0=gHmax+gh1=900kg/m39.8m/s210m+900kg/m39.8m/s22m=88.2103Pa+17.64103Pa=105.84kPa。由计算结果可知，pmaxpp。由于存在正迁移，使得正取压口在最高液位时的实际压力超过了所选用的压力式液位变送器的额定压力（100kPa），所以容易引起过压损坏，应该选用允许迁移量大于+100kPa的压力式液位变送器。,二、单隔离法兰压力式液位变送器的正迁移,0液位下限基准线 1容器（内有密度为1的被测液体）2液面 3截止阀 4隔离法兰 5毛细引压管（充有密度为2的硅油）6正取压口 7压力（差压）式液位变送器 8负取压口H液位 h1液

15、位零点（液位基准点）h2取压口高度（低于液位基准线）,图6-8 单隔离法兰压力式液位变送器的安装,毛细引压管与导压管的区别,毛细引压管：充有硅油，用在使用隔膜式的压力变送器中，价格较贵。导压管直接与被测介质相通，用在普通压力变送器中。价格较便宜，但容易引起导压管内部被测液体结晶、凝固等，不适用于粘稠的液体。,图6-8 单隔离法兰压力式液位变送器的安装,导压管的疏通,单隔离法兰压力式液位变送器的正迁移（续）,隔离法兰4的右面的毛细引压管中充满隔离液（例如硅油）会产生与高度成正比的静压。还要加上h2引起的静压。,图6-8 单隔离法兰压力式液位变送器的安装,例6-3 在工程中，有时为了便于安装和观察

16、，单隔离法兰低于设定的零液位,h2=0.5m,如上页图6-8所示。已知被测介质的密度1=1200kg/m3，毛细引压管中的隔离液（硅油）的密度2=950kg/m3，当地的重力加速度g=9.8m/s2。压力变送器的正取压口比截止阀低，测量得到h1=1m；截止阀比零液位低0.5m，求：迁移量B。,单隔离法兰低于设定的零液位,h2=0.5m,。已知被测介质的密度1=1200kg/m3，毛细引压管中的隔离液（硅油）的密度2=950kg/m3，当地的重力加速度g=9.8m/s2。压力变送器的正取压口比截止阀低，测量得到h1=1m；截止阀比零液位低0.5m，求：迁移量B。,解 迁移量B由两部分组成:一是密

17、度为1的被测介质高度h2引起的；二是密度为2的导压管隔离液高度h1引起的。两者相加得到迁移量B=p+0=1gh2+2gh1=1200kg/m39.8m/s20.5m+950kg/m39.8m/s21m=5.88103Pa+9.31103Pa=15.19kPa0，为正迁移,容器上部空间就存在气体压力p0的处理方法,如果是“闭口”容器（密闭容器），容器上部空间就存在气体压力p0，p0是随机变化和不可预知的。设被测液体的密度为1，液面与设定的零液位之间的高度差为H，则液面高度H至零液位的静压力p=1gH+p0（6-7）如果将零液位至液面高度H 的静压力 p 导入到差压变送器的正取压口，将容器上部空间

18、的气体压力p0导入到差压变送器的负取压口，则差压变送器取压室两侧的静压力差：p=p-p0=1gH（6-8）p与p0无关。,三、双隔离法兰压力式液位变送器的安装及负迁移,例6-4 为使问题简单化，设正截止阀与零液位基准线持平，如图6-9a所示。已知被测介质的密度1=1200kg/m3，毛细引压管的隔离液（硅油）的密度2=950kg/m3，当地的重力加速度g=9.8m/s2，正截止阀与压力变送器正取压口的高度差h1=2.5m，负截止阀与压力变送器负取压口的高度差h2=12m，最大液位Hmax=10m，求：1）迁移量B。2）迁移量的相对值。,图6-9 双隔离法兰差压式液位变送器的安装,0液位下限（零

19、液位）1容器（内有密度为1的被测液体）2液面 3正截止阀 4正隔离法兰 5正引压毛细引压管（充有密度为2的硅油）6正取压口 7差压式变送器 8负取压口 9负截止阀 10负隔离法兰 11负毛细引压管（充有密度为2的硅油）H液位 h1零液位点与正取压口的高度差 h2负取压口与负截止阀的高度差,图6-9a 差压式变送器置于零液位上方,图6-9b 差压式变送器置于零液位上方,解 1）本实例中，迁移量B由两部分组成：一是正毛细引压管中，密度为2的隔离液高度h1引起的正取压口的压力p+0；二是负毛细引压管中，密度为2的隔离液高度h2引起的负取压口的压力p-。h2确定后,p-为常数。p+0、p-两者相减，得

20、到迁移量B=p+0-p-=2gh1-2gh2=2g(h1-h2)=950kg/m39.8m/s2(2.5m-12m)=-88.445kPa0计算结果为负迁移，见图6-6中的曲线。,例6-4 为使问题简单化，设正截止阀与零液位基准线持平，如图6-9a所示。已知被测介质的密度1=1200kg/m3，毛细引压管的隔离液（硅油）的密度2=950kg/m3，当地的重力加速度g=9.8m/s2，正截止阀与压力变送器正取压口的高度差h1=2.5m，负截止阀与压力变送器负取压口的高度差h2=12m，最大液位Hmax=10m，求：1）迁移量B。2）迁移量的相对值。解 2）当液位达到最高点Hmax时，差压变送器的

21、最大差压pmax=1gH+B=1200kg/m39.8m/s210m+B=117.6kPa+(-88.445kPa)=29.155kPa,为正值。=100%B/(1gH)=100%B/(pmax-B)=100%(-88.445kPa/117.6kPa)=-75.2%。,图6-9a 差压式变送器置于零液位上方,双法兰差压式液位变送器迁移量的调校方法,HART手持终端调校：可根据B值的大小利用HART手持终端进行反向迁移。反向迁移后，液位为零时，输出电流为4mA；液位为Hmax时，输出电流为20mA。,四、采用两套差压式液位变送器测量燃油的质量,图6-11,五、投入式液位变送器,a）投入式压阻液位

22、传感器外形 b）安装示意图1支架 2压阻压力式传感器壳体 3导气电缆 4通大气口 p1正取压室的压力 p2负取压室的压力（大气压）,图6-12 投入式液位计,投入式液位变送器,丁腈橡胶与聚氯乙烯复合物的电缆和一根“导气电缆”也称背压管。,导气电缆的功能是将被测信号传导到转换电路，同时又保证外界的大气压力与扩散硅元件取压室的低压侧（负取压室）相通，以抵消大气压的影响。,项目二 超声波式液位变送器,【项目教学目标】知识目标熟悉超声波传感器测量液位的原理。技能目标1）掌握超声波式液位变送器的安装。2）熟悉超声波式液位变送器的误差排除。,現在時間是：04:56,任务一 超声波式液位变送器的应用,图6-

23、13 空气传导超声波式液位变送器a）法兰式 b）外螺纹式,超声波式液位报警器,超声波式液位变送器外形,一、空气传导超声波液位传感器的工作原理,超声脉冲经短暂的时间到达液面，被液面反射回来。反射波经液面上方的空气，回到探头。基于压电效应，探头将机械能转换成脉动的电荷，再由电荷放大器转换为电压脉冲，传送到超声液位传感器中的微处理器。,微处理器计算出从发射超声波脉冲群到接收到液面所反射的超声波脉冲群所需的时间t，再乘以被测体的声速常数c，就得到超声脉冲从发射到接收所经历的来回距离，它是传感器发射面与液面距离h1的2倍：ct=2h1液位H等于换能器安装高度减去传感器与液面的距离。,空气传导超声波液位传

24、感器的使用注意事项,1）由于发射的超声波脉冲群有一定的时间宽度，使得距离探头较近的区域内反射波与发射波重迭，无法识别，这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波式液位变送器的量程有关。2）探头的轴向尽可能与液面垂直，不要装在进料口以及人梯附近，离罐壁要有0.30.5m的距离，防止回波干扰。,空气传导超声波液位传感器的使用注意事项(续),3）如果液面晃动，会因反射波散射，而使接收困难。此时可在法兰口位置向容器内插入一个塑料管，一直到容器底部，称为立管。立管可以将超声传播路径限定在某一空间内，可以减小泡沫、空气涡流的干扰。,4）应限制探头工作在额定的温度范围内。当容器内的温度接近居里温度时，接收灵敏

25、度大幅度降低。,工作压力一般不超过0.4MPa,否则会显著影响超声波的声速,更不能在负压中使用，以免超声波衰减。,空气传导超声波液位传感器的7种安装注意事项,例6-6 超声波式液位测量原理如图6-15所示，从显示屏上测得探头从发射至接收到反射小板的反射波时间t0=2ms，接收到液面反射波的时间th1=5.6ms。已知容器底部与探头的安装间距h2为10m，反射小板与探头的间距h0为0.5m，求液位H。,图6-15 超声波式液位计测量原理1液面 2立管 3通孔 4空气超声探头 5反射小板 6电子开关,所以液位H=h2-h1=10m-1.4m=8.6m。,解 由于，所以有 则：,图6-16 空气传导

26、超声波式液位变送器的液位与输出电流关系示意图,可以将最低液位（B点）设置为4mA，将最高液位（A点）设置为20mA，如图中的虚线所示。还可以根据实际需要，由软件设定零位迁移量以及量程的大小。,二、液体传导超声波式液位变送器的工作原理,液体传导超声波式液位变送器安装于硬质材料（例如金属）制成的容器下方的外表面。容器的壁厚270mm，可以在液位计初始化时进行壁厚的迁移。可实现对高温、高压密闭容器内的各种液体的液位测量，使用于防爆场合。对于平底钢质容器，可以在探头的工作端面上涂抹耦合剂，用环形磁性吸盘将探头吸合在容器底部。容器底部的表面粗糙度应达到Ra为15m。,图6-17,图6-18 液介超声波式

27、探头的安装,a）探头在平底容器底部的安装 b）探头在球形容器底部的安装1液面 2容器壁 3被测液体 4耦合剂 5磁性吸盘 6胶结剂 7压电晶片 8金属丝 9螺帽 10外壳 11软管接头 12电缆保护管 13探头引线 14楔块 15螺栓 16支架 17螺帽,图6-18 液介超声波式探头的安装（放大图）,液介式超声波式液位变送器的液位与发射-接收的时间间隔的关系,探头发射的超声波穿过金属容器壁，再到达液体中，以及液面的反射波穿过金属容器壁再回到探头都需要耗费一定的时间，所以必须在安装时输入零点迁移量，扣除容器壁厚的影响。H（c液体t液体-c容器t容器）液介超声波式液位变送器的被测液体中不能有密集气

28、泡；不能悬浮大量固体，如结晶物；不能沉积大量杂质等。当液体的运动粘度较大时，进入液体的超声波将有较大的衰减，使量程减小。温度升高，粘度降低，所以测量粘度较大的液体液位时，受温度的影响较大。此外超声波在液体中的传播速度也受温度影响，所以在液位计中需要配置温度IC，进行超声波速的温度补偿。,项目三 液位计的型式试验与型式评价,一、型式试验概述1需要进行型式试验的情况计量仪表有下列情况之一时，应按国家有关标准中的全部技术要求和试验方法进行型式试验：新产品试制类型；成批生产仪表定期试验；当设计、工艺、材料等方面有重大变更时。,型式试验的项目比“例行试验”（指在国家标准或行业标准的规定下进行的试验，例如

29、出厂试验，现场进行的交接试验，以及运行中定期进行的试验）项目多，而更加严格和苛刻。,2型式试验的样品数量,型式检验的样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取2%3%，但不少于3台。若样机少于3台，应全部检验。在型式检验中，若有两台不合格，则判该批型式检验不合格。有一台不合格时，则应加倍抽样进行。不合格项目复验后，仍有不合格时，则判该批型式检验不合格。对该批不合格品应分析原因，采取措施，返修后重新抽样，进行第二次型式检验。若合格，则确认该批型式检验合格。若仍不合格，则认为该批型式检验不合格，应停止检验。,二、压力式液位计的型式试验,1试验方法及要求压力式（差压式）液位计（包含液位变送器，以下同）的型

30、式试验在常温（20）室内水位试验台以静态方式进行。水位试验台是由高压水泵、耐高压密闭容器、高准确度压力表以及控制系统组成。,常用水位试验台的最高压力为0.6MPa，换算成标准状态下的水压为61183mmH2O。,2非水压试验,（1）外观检查：外壳是否有划痕、锈斑、霉斑、破裂、损坏等。还应检查仪器铭牌是否齐全。（2）跌落试验：包装好的压力式液位计应能承受运输的自由跌落试验。在额定的高度，自由落体跌落在平滑坚硬的混凝土面或钢面上，跌落次数为3次。开箱后检查压力式液位计，不应有变形、松落、损伤，功能应正常。,跌落试验,（2）跌落试验（续）跌落试验台结构示意图,（3）冲击（振动）试验,按产品说明书所述

31、的冲击力和振动幅度、频率，进行冲击试验。试验后，检查外观无损伤、结构无破裂、变形、松落。通电后，显示器应能正常显示。,振动试验包括垂直振动和水平振动。,（4）储存温度、湿度试验：将压力式液位计（包含传感器和显示器）放置在95%RH（40）的试验箱中8h，试验后取出。检查压力式液位计的表面无锈蚀、剥落等损伤。电缆各芯线和屏蔽层之间、电源线与外壳之间的绝缘电阻不小于10M。再使试验箱保持关闭状态温度在1h内下降到25，从而在这段时间内使水气达到饱和。1h试验结束以后，通电，进行目检。检查是否有跳火花痕迹，冷凝水集聚及元件损坏等。（5）防水密封试验：将投入式液位计的传感器及导压电缆放置在1.5倍最高

32、压力的水位试验台中，保压1h.取出，或在满量程水压条件下，保压10h，电缆各芯线和屏蔽层之间、电源线与外壳之间的绝缘电阻不应小于10M（表明没有进水）。,3水位（水压）试验,将压力式液位计的正取压法兰连接到室内水位试验台的法兰盘上；压力式液位计的负取压法兰向大气敞开。将被试验的压力式液位计读数与水位试验台上的标准仪表的读数进行比较。加压前，先使压力式液位计迁移量为零。,（1）水位变率试验：在压力式液位计的测量范围内，以0.6m/min的水位变率，使压力式水位试验台的高压水泵缓慢加压。水位经历升和降两个全程，静态测试各测试点（每米两个）的数值，应小于允许绝对误差的50%。,3水位试验（续）,（2

33、）回差试验：在压力式液位计测量范围内，分别使压力式水位试验台的水位升和降至同一水位（每米两个），每个测试点各5次，记录液位计显示的差值的平均值，即为回差。回差应小于该压力式液位计允许误差的50%。（3）重复性试验：单向上升或单向下降至同一水位（每米两个），共进行10次测试，取最大和最小测得值之差，计算结果最大者为重复性误差。该误差应小于该压力式液位计允许误差的50%。（4）再现性误差输出漂移：在1m固定不变压力下，连续工作24h，水位计显示的变化量即为输出漂移。再现性误差应小于1.5倍的允许误差。,（5）连续工作试验 压力式液位计的平均无故障工作时间（MIBF）可以是：4000h、6000h、

34、8000h、10000h、16000h、20000h等，视不同的型号而定。型式试验中，将压力式液位计置于最高压力中，记录液位计连续工作的时间以及初始值与终值的最大允许绝对误差，不应大于表6-11所示的数值。,4电磁兼容试验：将压力式液位计放置到电磁兼容试验室中，正负法兰放置于同一水平线，零点迁移到10mA，再按模块五的要求进行各项电磁兼容试验，显示器的读数不应超过允许绝对误差的20%,任务二 液位计的型式评价,计量仪表的新产品定型必须包括“型式评价”和“型式批准”过程。型式评价又称为定型鉴定。型式评价是液位计新产品取得制造计量器具许可证所必须的第一环节，是考核液位计新产品能否满足技术标准和检定

35、规程的验证，又是对液位计新产品的性能、稳定性、可靠性以及寿命的考核，同时也是对其设计原理是否科学先进，结构是否合理，是否能在长期状态下使用的考核。型式批准是政府计量行政部门做出的有关液位计型式是否符合计量法规的决定。形式评价的结果是“予以批准”，或者是签发“拒绝批准”文件，是由计量技术机构对该型压力式式液位计的样机所进行的一种全面检查和申报。,型式评价（续）,申请单位必须提交所制造的样机和以下资料：液位计的名称、型号、规格、测量范围、准确度、适用场合等详细说明，以及样机外形照片、产品标准（含检验方法）、总装图、电路图和主要零部件图（表明已经成批生产的证据）、使用说明书、制造单位或技术机构所做的

36、试验报告、已经试制的样机台数等。试验报告能够说明该设备的各项技术指标是否达到设计指标或国家技术规范要求。,拓展阅读 电接点式水位计,由于锅炉汽包中的水与高温水蒸气所含的导电液体的数量差距很大，其电导率相差两个数量级以上，因此可以将锅炉汽包中的饱和蒸气看作高阻导体，而把凝结水看作低阻导体。电接点式水位计将锅炉汽包水位转换成电信号，并由二次仪表来远距离显示水位。通常采用“汽红”、“水绿”双色发光二极管显示液位，也可以用数码管显示液位数值。电接点式水位计的优点是能够测量高温、高压、高湿、含有大量气泡的锅炉汽包水位，缺点是所显示的水位是不连续的。,現在時間是：04:56,一、电接点式水位计的结构与工作

37、原理,电极在饱和蒸气或水中与电极外壁之间的漏电阻R可以用下式表达：（6-16）式中 电导率（(m)-1）；x电极表面常数（m）。,由于电极的表面积为常数，电极与测量筒内壁的接触电阻就与电极所接触的饱和蒸气或液体的电导率成反比。由电子电路判断该接触电阻的大小，就可以判断电极是浸泡在凝结水里，还是被饱和蒸气所包围。,图6-20 电接点电极在测量筒上的分布（不等间隔）,a）示意图 b）实物照片 c）陶瓷接线端子放大图1汽包 2汽相管法兰 3测量筒 4电极座 5电极 6液相管法兰 7排污阀手柄 8排污管 9陶瓷接线端子 10耐高温电缆 L汽液连管的中心距,图6-20 电接点电极在测量筒上的分布（放大图

38、）,图6-21 电接点式水位计的电极,1电极芯引线 2密封螺栓帽 3纯铜垫片4密封螺栓 5氧化镁绝缘陶瓷套管 6电极帽,硬质耐腐蚀“芯线”，芯线伸出螺栓两端各为10mm。处于测量筒外面的一端用于接线；处于测量筒内面的一端焊接一个直径约5mm的电极帽，镀有耐腐蚀的铂铱合金。耐腐蚀“芯线”与密封螺栓之间由高纯度氧化铝陶瓷管隔离，绝缘电阻高达20M以上。,图6-22 电接点式水位计的电原理框图,由于电极长时间浸泡在高温、高压的导电介质中，容易引起原电池反应和电解反应，所以电接点式水位计必须使用交流电源激励，以防电极腐蚀。可以使用1kHz中频作为激励源。可以使用隔直流电容C以及1kHz带通滤波器电路来

39、滤除50Hz的干扰。,图6-23 智能电接点式水位计的二次仪表面板,1极上限报警灯 2上上限报警灯 3上限报警灯 4下限报警灯 5下下限报警灯 6极下限报警灯7电极短路报警 8电极开路报警 9排污报警灯 10自检键 11报警扬声器消音键12设置键 13功能键 14上移键 15下移键 16光柱显示器 17数字显示器,二、电接点式水位计的特性与型号,例如，型号UDZ-19-25表示：物位仪表，电接点式水位计，电极数量为19，最高工作压力为25MPa。,电接点式水位计的输出电流与水位,设某一系列的电接点式水位计电极数量为9个。第1个电极处于最低位，第9个电极处于最高位，中心距为2m，浸泡在液体中的电

40、极输出an=1（有水），被保护蒸气包围时电极的输出an=0（无水）。二次仪表输出电流为420mA时，等间隔分布的电极状态与输出电流、绝对水位的关系见下页的表6-13。,表6-13 9电极状态与输出电流、绝对水位的关系,电接点式水位计的分辨率与分辨力,电接点式水位计属于离散型测量仪表，输出信号是断续的。若测量筒上共有n个电极，且均匀分布，则有分辨率=1/(n-1)（6-18）设最高位与最低位的电极中心距为L，则所能分辨的水位Lmin（即分辨力）为Lmin=L/(n-1)（6-19）有时候会发现水位指示灯频繁上下晃动，这多是因为汽包中的水沸腾，引起电极“挂水”，产生误报。电极使用一段时间后，需要排污清洗。,例6-7 某电接点式水位计的11个电极均匀分布在测量筒上，最高、最低电极的中心距为1.2m，求：固有误差为多少毫米？,解 固有误差=Lmin=L/(n-1)=1.2m(11-1)=1 200mm10=120mm。如果采用电极不等间隔分布的测量筒，则可以减小在常水位的上下附近的固有误差。,休 息 一 下,拓展阅读网络资料列表网址：,2023/7/19,現在時間是：04:56 休息一下！,