自动检测技术实用教程 教学配套课件 周征 第7章 物位检测技术.pdfVIP

第7章 物位检测技术 7.1 概述 7.2 连续式物位检测技术 7.3 开关式物位检测 内容提要  本章主要介绍物位的基本概念及检测方 法  重点介绍了物位连续检测中常用的电容 式物位计、浮力式物位计、压力式物位 计、超声波物位计的检测原理  物位上下限检测中常用的超声波物位开 关、微波物位开关与接近开关的工作原 理，应用实例以及物位计的选用等。 7.1 概述  7.1.1 物位的基本概念  液位――容器中的液体介质的高低  料位――容器中固体或颗粒状物质的堆积高度  界位――在同一容器中由于两种密度不同且相 互不相溶的液体间或液体与固体之间的分界面 （相界面）位置。  物位――液位、料位和界位的总称。 物位检测的作用  ①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；  ②为了监视或控制容器的物位，使它保持在规 定的范围内；  ③对它的上下极限位置进行报警，以保证生 产安全、正常进行。 物位检测的分类  连续式物位检测：连续检测物位变化的；  主要用于连续控制等方面，有时也可用于多点 报警系统中。  开关式物位检测：检测物位上下限的，即物位 开关。  它主要用于过程自动控制的门限、溢流和空转 防止等。 7.1.2 物位的检测方法  1. 直读法  2. 压力法  3. 浮力法  4. 电学法  5. 声学法  6. 光学法  7. 核辐射法  8. 其他方法 1 直接测量法 直接测量是一种最为简单、直观的测量方 法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体 引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位 高度。下图所示的是玻璃管液位计。 7.2 连续式物位检测技术  连续式物位检测主要是利用物位计连续检测 物位的变化。 1. 电容式物位计主要有两个导体电极（通常把 容器壁作为一个电极），电极间的气体、流 体或固体的物位发生变化时导致电极间电容 量的变化，因而可以反映出物位的变化。 2. 浮子自动平衡式物位计通过检测平衡浮子浮 力的变化来进行液位的检测。 3. 压力式物位计一般采用半导体膜盒结构，利 用金属片承受液体压力，通过封入的硅油导 压传递给半导体应变片进行液位的测量。 4. 超声波计检测物位是由探头向液面或粉体表 面发射一束超声波，再接收其反射波，根据 声波往返的时间就可以计算出传感器到液面 （粉体表面）的距离，即测量出液面（粉体 表面）高度。 7.2.1 电容式物位计  1. 测量导电液体的电容式物位计 图7-1 导电液体电容液位计示意图 根据电容计算公式C= ξs/d ，对于导电液体来 说，液位的变化相当于介电常数ξ和极板距离d 不变，而极板面积S在变。 2. 测量非导电液体的电容式物位计 图7-2 非导电液体电容液位计示意图 2 ( )   2 h H h D 1 0 c  d R R ln ln r r    