化工仪表及自动化(厉玉鸣)(第三版)第4章.ppt
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1、化工仪表及自动化,第四章 物位检测,内容提要,物位检测的意义及主要类型压差式液位计工作原理零点迁移问题用法兰式差压变送器测量液位其他物位计电容式物位计核辐射物位计雷达式液位计称重式液罐计量仪,1,第一节 物位检测的意义及主要类型,2,几个概念,液位 料位液位计 料位计 界面计,测量物位的两个目的,按其工作原理分为,直读式物位仪表 差压式物位仪表浮力式物位仪表 电磁式物位仪表核辐射式物位仪表 声波式物位仪表光学式物位仪表,第二节 差压式液位计,将差压变送器的一端接液相,另一端接气相,因此,3,一、工作原理,图4-1 差压式液位计原理图,第二节 差压式液位计,4,第二节 差压式液位计,5,二、零点
2、迁移问题,在使用差压变送器测量液位时,一般来说,实际应用中,正、负室压力p1、p2分别为,则,图4-2 负迁移示意图,第二节 差压式液位计,迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。,迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应,只不过零点调整量通常较小,而零点迁移量则比较大。,迁移 同时改变了测量范围的上、下限,相当于测量范围的平移,它不改变量程的大小。,6,第二节 差压式液位计,举例,某差压变送器的测量范围为05000Pa,当压差由0变化到5000Pa时,变送器的输出将由4mA变化到20mA,这是无迁移的情况,如左图中曲线a所示。负迁移如曲线b所示,正迁移如曲线c所示。,7,一般型号后
3、面加“A”的为正迁移;加“B”的为负迁移。,第二节 差压式液位计,三、用法兰式差压变送器测量液位,8,为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题,应使用法兰式差压变送器,如下图所示。,第二节 差压式液位计,9,第三节 其他物位计,一、电容式物位计,1.测量原理,两圆筒间的电容量C,当 D 和 d 一定时,电容量 C 的大小与极板的长度 L 和介质的介电常数的乘积成比例。,10,通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。,第三节 其他物位计,2.液位的检测,当液位为零时,仪表调整零点,其零点的电容为,对非导电介质液位测量
4、的电容式液位传感器原理如下图所示。,当液位上升为H时,电容量变为,电容量的变化为,11,第三节 其他物位计,12,第三节 其他物位计,3.料位的检测,用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大,容易“滞留”,可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。,左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。,电容量变化与料位升降的关系为,13,第三节 其他物位计,优点,电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。,缺点,需借助较复杂的电子线路。应注意介质浓度、温度变化时,其介电系数也要发生变化这种情况。,14,第三节 其他物位计,二、核辐射物位计,特点,适用于高温、高压
5、容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量,还可以测量高温融熔金属的液位。可在高温、烟雾等环境下工作。但由于放射线对人体有害,使用范围受到一些限制。,15,第三节 其他物位计,三、雷达式液位计,雷达式液位计是一种采用微波技术的液位检测仪表。,可以用来连续测量腐蚀性液体、高黏度液体和有毒液体的液位。它没有可动部件、不接触介质、没有测量盲区,而且测量精度几乎不受被测介质的温度、压力、相对介电常数的影响,在易燃易爆等恶劣工况下仍能应用。,优点,16,第三节 其他物位计,图4-12 雷达式液位计示意图,雷达波由天线发出到接收到由液面来的反射波的时间t由下式确定,由于,故,雷
6、达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式。,17,第三节 其他物位计,图4-13 微波脉冲法原理示意图,要使用导波管?,18,第三节 其他物位计,四、称重式液罐计量仪,既能将液位测得很准,又能反映出罐中真实的质量储量。,称重仪根据天平原理设计。,由于,19,第三节 其他物位计,20,例题分析,解:如果已知某厂生产的 DDZ-型压力变送器的规格有:010,16,25,60,100(MPa)精度等级均为0.5级。输出信号范围为010mA。,21,例题分析,由已知条件,最高压力为15MPa,若贮罐内的压力是比较平稳的,取压力变送器的测量上限为,若选择测量范围为025MPa、准确度等级为
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