化工仪表及自动化 (10).ppt

第 三 章 检 测 仪 表 与 传 感 器第 六 节 物 位 检 测 及 仪 表 液体介质的高低称为液位。概 念测量液位的仪表。液位计料位计测量料位的仪表。界面计测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表。物位仪表固体或颗粒状物质的堆积高度称为料位。 测量物位仪表的种类差压式液位变送器利用流体静力学原理而工作，也就是一定的液位高度将会产生对应的压力差。差压式液位计原理图设：液位高度为H液体的密度为ρ容器上部空间为干燥空气差压变送器测得的差压与液位高度成正比。测量液位高度测量差压?(压力P2)? 测量物位仪表的种类差压式液位变送器差压式液位计原理图当被测容器敞口时，气象压力为大气压。不需要远传信号，可以在容器的底部安装压力表。根据压力p与液位H成正比的关系，可以直接在压力表上按液位进行刻度。(差压变送器的负压室通大气)利用流体静力学原理而工作，也就是一定的液位高度将会产生对应的压力差。 测量物位仪表的种类差压式液位变送器当被测容器敞口时，气象压力为大气压。不需要远传信号，可以在容器的底部安装压力表。根据压力p与液位H成正比的关系，可以直接在压力表上按液位进行刻度。(差压变送器的负压室通大气)利用流体静力学原理而工作，也就是一定的液位高度将会产生对应的压力差。差压式液位计原理图 测量物位仪表的种类负迁移示意图差压变送器测量液位安装位置不同时：压差ΔP与液位高度H之间有ΔP=ρgH关系时：H等于零时，作用在正、负室的压力是相等的。零点迁移“无迁移” 电容式物位传感器固体间磨损较大，容易“滞留”。1—金属电极棒2—容器壁料位检测电容法固体块状颗粒体粉料的料位电极棒及金属容器壁组成电容器的两电极??双电极式电极电容量的变化与料位高度H之间的关系：公式四 测量物位仪表的种类使液位的零点与满量程能与变位器输出的上下限值相对应，必须设法抵消固定压差ρ2g(h2-h1)的作用。零点迁移。调节仪表上的迁移弹簧来抵消固定压差。解 决 方 法负迁移示意图 测量物位仪表的种类通常用于导电或非导电液位及粉末物料的物位测量。作 用原 理在柱形的电容器的极板之间，充以不同介质时，电容量的大小也有所不同。通过测量电容量的变化来检测物位。电 容 式 物 位 传 感 器 电容式物位传感器电容器的组成1—内电极2—外电极当 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ε的乘积成比例。 两圆筒间充以介电系数为ε的介质时：L：两极板相互遮盖部分的长度d：圆筒内电极的外径D：外电极的内径将电容传感器的探头插入被测物料中，电极进入物料中的深度随物位高低变化，引起电容量的变化，可检测出物位。公式一 电容式物位传感器非导电介质的液位测量1—内电极 2—外电极3—绝缘套 4—流通小孔当被测液位H等于零时，容器的零点电容为C0当液位上升为H时，电容器视为零点电容与液位上升部分电容的并联组合?0 ：空气介电常数 电容的变化量：C=C-C0=KiH （Ki：比例系数）公式二公式三?：被测介质的介电常数 电容式物位传感器利用被测介质的介电系数ε与空气介电系数ε0不等的原理工作。原 理ε-ε0值越大，仪表越灵敏。两极间的距离越小，仪表灵敏度越高。电 容 式 物 位 传 感 器 电容式物位传感器固体间磨损较大，容易“滞留”。1—金属电极棒2—容器壁料位检测电容法固体块状颗粒体粉料的料位电极棒及容器壁组成电容器的两电极??双电极式电极电容量的变化与料位高度H之间的关系：公式四 电容式物位传感器小 结1电容物位计的传感部分结构简单，使用方便，但由于电容变化量不大，要精确测量就需借助于较复杂的电子线路才能实现。2注意介质浓度、温度变化时，介电系数也要发生变化，以便及时调整仪表，达到预想的测量目的。