电平检测.pptVIP

7 物位检测;7 物位检测 ;7.1 物位检测的定义及物位检测仪表的分类;二、物位检测仪表的分类; 7.2 常用物位检测仪表 ——直读式、静压式、浮力式和其他物位测量仪表 一、直读式液位检测仪表 测量原理：基于连通器原理而实现液位的测量。 结构：如图，有不同的形式。;二、静压式液位检测仪表 工作原理：把物位的测量转换为压力或压差的测量。如图7-1所示。;1、压力、差压式液位计 凡是可以测压力和差压的仪表，选择合适的量程均可用于检测液位。 压力式液位计：用于敞口容器中液位的测量。 差压式液位计：用于密闭容器中液位的测量。;压力信号的引出：采用引压管;读数的修正：由于测压仪表的安装位置一般不能和被测容器的最低液位处在同一高度上，因此在测量液位时，仪表的量程范围内会有一个不变的附加值。对于这种情况，要根据安装高度进行读数的修正。; 图(b)所示的系统为带有隔离介质的测量系统。此时加在差压计两侧的差压为：;2.吹气式液位计 原理：如图7-5所示。;三、浮力式物位检测仪表——浮子式（恒浮力式）、浮筒式（变浮力式） 1.浮子(bobber)式液位计——恒浮力式 原理：把液位的变化传给浮在液面上的浮子，浮子受液体的浮力而漂在液面上，当浮力与重量相等时，浮子的位置就代表液位，并且随液位同步移动。 浮子的形状：圆盘形、圆柱形和球形，要根据使用条件和使用要求来设计。 浮子位置的检测方式：直接指示和信号远传。; ※不灵敏区的大小与浮子的直径成反比，与液体的密度成反比。 故一般把浮子制成扁平空心圆盘或扁圆柱形，当液面浮动较大 且频繁时采用高圆柱形。灵敏区的减小还可以通过减小摩擦阻 力的方法。;例：舌簧管式液位计—将液位的变化转为电信号的变化 ;例：伺服平衡式浮子液位计，如图7-8： ;2.浮筒(buoy)式液位计——变浮力式液位计 原理：浮筒是圆柱形的，利用浮筒被液体浸没高度不同引起的浮力变化而检测液位。如图7-9。; 上式表明,弹簧的变形与液位变化成正比例关系。容器中的液位高度则为：;弹簧的变形检测： 在浮筒连杆上装指针直接指示液位。 在连杆上端装有差动变压器铁芯（如上图），通过差动变压器输出相应的电信号，从而测出液位。 通过扭力管将浮筒的线位移转变为角位移，通过霍尔片感受位移的变化输出霍尔电势，霍尔电势的大小与角位移成正比，经处理后可变为标准信号。;四、其他物位测量仪表 ——电容式物位计、超声式物位计、核辐射式物位计、物位开关 1.电容式物位计——电气式（可测量液位、料位和界位） 工作原理：圆筒形电容器的电容值随两极板之间的电介质的不同而变化，故可以通过测量电容量的变化来测量物位。由同轴圆筒电极组成的电容器的电容量为：;图7-10 电容式物位计原理;组成：测量电极和测量电路组成 测量电极的型式：随被测介质的不同而不同。;测量电路（电容的检测）：有交流电桥法、充放电法和谐振电路法，可以输出标准电流信号，实现远距离传送。 特点：电容式物位计一般不受真空、压力、温度等环境条件的影响；安装方便、结构牢固，易维修；价格较低。但不适合于以下介质：介电常数随温度等影响而变化、介质在电极上有沉积或附着、介质中有气泡产生等。;声波式一种机械波，是机械振动在介质中的传播过程，当振动频率在十余赫到万余赫时可以引起人的听觉，称为闻声波；更低频率的机械波称为次声波；20kHz以上频率的机械波称为超声波。物位检测一般应用的都是超声波。 超声波用于物位检测主要利用了它的以下性质： 和其他声波一样，超声波可以在气体、液体及固体中传播，且有各自的传播速度。 声波在介质中传播时会被吸收而衰减，气体吸收最强而衰减最大，液体其次，固体吸收最小。 声波传播时的方向性随声波的频率的升高而变强，发射的声束也越尖锐，超声波近似直线传播，具有很好的方向性。 当声波从一种介质向另一种介质传播时，因为介质密度不同，声波传播速度不同，分界面上有反射和折射现象。;原理：利用声波的某些特性制成，如： 声波阻断式—固体、液体或气体对声波的吸收能力不同（气体最大），由接收的超声波可知物体是否达到预定位置，可实现报警或定位检测。 回波测距法—声波在介质中的传播有一定的速度，但在密度不同的介质分界面处会产生反射和折射。从发射超声波到收到反射回波的时间间隔与分界面位置有关，从而测得物位。 分类：（针对回波测距法） 固介式、液介式、气介式 组成： 超声换能器（由压电材料制称，完成电能和超声能的可逆转换，可以是接、收分开的双探头方式也可以是自发自收的单探头方式）。 电子装置（用于产生电信号以激励超声换能器发射超声波，并接收和处理经超声换能器转换的电信号。）;补偿：由于超声波在介质中的传播速度易受温度和成分变化的影响，从而影响物位的测量，因此需要补偿。可以在超声换能器附近安装