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液位测量8、1 差压式液位测量法1、液位测量 3)测量方法的选择:? 选择合适的测量方法不仅要求能够获得最大信号量,同时还应该考虑信号传送过程对被测液体安全性等方面的影响(如电源、光辐射估计加热低温液体或引爆易燃液体等),考虑被测液体对敏感元件的污染、腐蚀以及所需仪表的成本、用户的使用条件等具体情况。 8、1 差压式液位测量法2、差压式液位测量法 基本原理其原理是运用流体静力学平衡方程,即液体中任一点的静压力与其自由表面上的压力,原理图如下。?8-1-1?关于开口容器,其平衡方程如下:由此可得: 8、1 差压式液位测量法2、差压式液位测量法关于闭口容器,其平衡方程如下: 由此可得: 8、1 差压式液位测量法3、用差压式液位计测量锅炉汽包水位 由于差压式液位计测量受水、汽密度变化影响,需要采取补偿措施、常采纳双室平衡容器,其结构包括:汽包,宽容器(水位高度L恒定),差压计。?1)水位—压差转换原理双室平衡容器工作原理图如下: 8、1 差压式液位测量法3、用差压式液位计测量锅炉汽包水位8、1 差压式液位测量法3、用差压式液位计测量锅炉汽包水位依照流体静力学原理可得方程: 采纳保温措施,ρ1=ρ2=ρw,那么有 即得: 8、1 差压式液位测量法3、用差压式液位计测量锅炉汽包水位2)误差分析 汽包压力p的影响:? 汽包压力p上升,(pw-ps)下降,下降、因此会出现以下情况: ①同样的水位H产生的Δp↘,液位计指示的液位高于实际液位液位计在锅炉额定压力下进行刻度。②当锅炉运行压力高于额定压力时,液位计指示的液位高于实际液位;③当锅炉运行压力低于额定压力时,液位计指示的液位低于实际液位。8、1 差压式液位测量法3、用差压式液位计测量锅炉汽包水位水位高度的影响:? 水位高度H下降,L-H上升, 上升 又 因此低水位时,上述汽包压力对指示液位的影响更大。 8、2 电容式液位测量法 1、测量导电液体的电容式液位传感器 结构:不锈钢棒(带聚四氟乙烯绝缘套)电极,导电液体,容器。 工作原理:原理图如下。? 8-2-1?不锈钢棒和导电液体构成电容器的两极,电容与液体高度成正比。 当时,分布电容: 当时,电容量: 8、2 电容式液位测量法 1、测量导电液体的电容式液位传感器那么: 又 故可得: ——绝缘套介电常数。 8、2 电容式液位测量法 2、测量非导电液体的电容式液位传感器结构:互相绝缘的内外不锈钢电极,不导电液体在电极间起绝缘作用。外电极上有孔便于液体进出。工作原理: 原理图如下8、2 电容式液位测量法 2、测量非导电液体的电容式液位传感器8、2 电容式液位测量法 2、测量非导电液体的电容式液位传感器液位变化,电极间充填液体的介电常数发生变化,引起电容变化。当H=0时,分布电容: 当H0时,电容量: 8、2 电容式液位测量法 2、测量非导电液体的电容式液位传感器即有: ——液体,空气的介电常数。 8、3 电阻式液位测量法 1、电接点液位计 结构:测量筒,电接点,指示灯,电源。 工作原理:利用物质液态和气态的电阻率相差悬殊的特性指示液位,原理图如下:? 8-3-1? 特点:不受被测液体的压力、温度、密度的影响,非连续测量。? 应用:锅炉、太阳能热水器等。8、3 电阻式液位测量法 2、热电阻液位计 工作原理:利用热电阻丝在液体和气体中的换热系数不同温度不同导致电阻改变来指示液位。?如图9—10所示,在存贮液体的容器内,将热丝安置于液面下预定检测高度点A处,并在其通电电路中并联一个电阻为R。的小灯泡。选择正温度系数较大的热丝材料和合适的电源E灯泡R。,使得热丝露出液面时的电阻值RS》R0。8、3 电阻式液位测量法 2、热电阻液位计8、3 电阻式液位测量法 2、热电阻液位计在如此的参数匹配条件下,当液位正常时,热丝浸没于液体中,散热量较大,温度较低,因而其电阻值较小,对回路电流起分流作用,使流经灯泡的电流减少,故灯泡较暗。而当液位低于预定高度时,热丝露出液面,散热量减少,温度升高,电阻值增加至RS(RS》R0),这时回路电流主要从R。通过,即灯泡变亮。因此,能够依照灯泡的亮度判断液位是否低于预定的高度。在这种检测回路中,当灯泡由暗变亮时,表示液位已低于预定高度。? 应用:液位指示,报警。8、4 电阻式液位测量法 1、全反射型光纤液位计 ? 结构:棱镜,光纤,光源,光电检测器,两根光纤一端烧结棱镜,另一端分别光源和光电检测器耦合构成发射光纤和接受光纤。 工作原理:原理图如下、? 8-4-1特点:灵敏度高;电绝缘性好,防爆。应用:易燃易爆液体的定点液位报警器。 适用范围: 对棱镜无粘附性的液体。8、4 电阻式液位测量法 2、浮沉式光纤液位计 浮沉式光纤液位计包括三个部分,机械转换部分,光纤光路部分,电子电路部分。图9-12为其结构原理图。①机械转换部分包括