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仪表基础知识培训 崔建军 2010.12 化工自动化就是利用一些先进的技术和设备来实现化工生产自动化运行。它包括自动检测、自动控制、自动操纵、和自动保护。 物位仪表简介及分类 1.基本定义： 物位仪表：物位测量通常指对工业生产过程中封闭式或敞开容器中物料（固体或液位）的高度进行检测；如果是对物料高度进行连续的检测，称为连续测量。如果只对物料高度是否到达某一位置进行检测称为限位测量。完成这种测量任务的仪表叫做物位计。。 包括：料位计，液位计，界面计， 料位计：测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度或表面位置的仪表称为料位计 。 液位计：量罐、塔和槽等容器内液体高度或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计。 界面计：测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。 直读式液位测量仪表 分类：玻璃管和玻璃板。根据测量要求，有透光式和反射式等型式。 原理：将指示液位用的玻璃管或特制的玻璃板接于被测容器，根据连通管原理可根据玻璃管上或玻璃板上的刻度读出液位的高度。 特点：直读式液位计结构简单、直观，但只能就地读数，不能远传。与介质直接接触，所以应注意材质要求和所能承受的压力温度。 浮力式物位仪表 1.分类： 浮球式 (包括浮球和浮标式）液位计，浮筒式液位计（界位计）磁翻板式液位计 2.原理：利用液面上的浮子或沉浸在液体中浮筒（也称沉筒）受到浮力作用而工作。这类仪表分为两种：一种是在测量过程中浮力维持不变，如浮球液位计、浮标液位计，工作时浮标随液面高低变化，通过杠杆或钢丝绳等机构将浮标位移传递出去，再经电位器、数码盘等转换为模拟或数字信号；另一种是在测量过程中浮力发生变化，如浮筒式液位计，液位改变时浮筒在液体内浸没的程度不同，所受的浮力也不同，将浮力的变化量转换成差动变压器铁芯的位移，就可输出相应的电信号，供指示、记录、报警和调节之用，也可远距离传送。 原理图： 特点： 浮球（标）式液位计适用于测量范围大，易燃，有毒介质。 浮筒式液位计测量范围有限，一般为300~2000毫米，适用于液面波动小，密度稳定，洁净介质的液位和界位测量。不适用高温，高粘度，易结垢，密度变化大的场合。 磁翻版液位计测量精度不高，适用于有腐蚀，有毒介质的就地指示。 　差压式物位仪表 分类： 压力式液位计，吹气法压力式液位计，差压式液位计（界位计） 原理：差压式仪表利用液体的静态压力测量液位。液体底部压力与容器内的液面高度和液体表面上的气压有关。如果测量敞口容器内液位，则可用压力测量仪表或压力变送器间接测出液面高度；如果在有压力的密封容器内测量液位,则采用测量压差的方法,消除液面上压力的影响，将容器底部与差压变送器正压室相连，液面上的空间与负压室相连，就可以测量出液面的高低 图例： 特点： 用吹气法测液位需要气源和稳压装置，适用于常压和开口容器，可测有腐蚀介质，但精度取决于变送器精度和稳压装置性能，测量范围窄。 对有腐蚀，粘稠介质可采用法兰式带毛细管差压变送器。 密度变化大的场合不适用。 电气式物位仪表 分类： 电阻式，磁致伸缩式， 电容式 原理：电阻式物位仪表　利用物位变化时引起电极电阻变化的原理工作。物位变化引起电阻逐渐变化的，可用于连续测量物位；只有当物位变化到接触电极时才引起电阻突变的，可用来定点报警控制物位。电阻式物位仪表在工作时电极接触被测介质（一般为导电液体），电极表面接触状况改变（如出现污垢、生锈、腐蚀等现象）会引起表面接触电阻变化，从而产生测量误差。使用时间越长，误差就越大。因此，这种仪表虽然结构简单，但应用范围不广，主要用作液位定点报警和控制，很少用于连续测量。 图例： 磁致伸缩式 利用物位变化时引起自感量、互感量或感应电流等的变化来测定物位，常用的有感应式高频液位计或谐振式液位计。也可用带导磁材料的浮子与电磁感应线圈制成液位信号报警器。采用电感式测量可实现完全不接触测量。 图例： 特点： 电阻式结构简单，价格便宜适于高温高压场合。 磁致伸缩式精度高，分辨率高，适于洁净介质。 电容式适宜有腐蚀，有毒，导电或非导电液位测量，对粘稠易结垢介质可选用带保护极的测量电极。 超声式物位仪表 超声波在液体中传播有较好的方向性，遇到分界面时能反射，因此通过测定超声波从发射出去到反射回来的时间就能确定液面的高度。一般采用电激励使压电换能器（常用的有锆钛酸铅、铌镁酸铅、钛酸钡等压电换能器）发出声波，从液面反射回来的声脉冲经压电换能器转换为电脉冲，用计时电路测定超声波在液体中来回经过的时间，根据超声波在液体中的传播速度即可算出液面高度。声波的接受和发射可用同一个换能器，也可用两个换能器。超声式物位仪表根据声波传播的介质不同分为液介式、气介式和固介式 特点： 不与介质接触，但不能