传感器与检测技术(5)

第7章物位检测7.1物位的定义及物体检测仪表的分类7.2常用物位检测仪表7.3影响物位检测的因素7.1物位的定义及物位检测仪表的分类（1）物位的定义物位统指设备和容器中液体和固体物料的表面位置，是液位、料位、界位的总称。液位：指设备和容器中液体介质表面的高低。料位：指设备和容器中所存储的块状、颗粒或粉末状固体物料的堆积高度。界位：指界面的位置，液-液界面、液-固界面。（2）物位检测仪表的分类物位检测仪表按测量方式可以分为连续测量和定点测量两大类。连续测量方式能持续测量物位的变化。定点测量方式只能检测物位是否达到上限、下限或某个特定的位置，定点测量仪表一般称为物位开关。7.2常用物位检测仪表（1）静压式液位检测仪表将液位的检测转化为静压力的检测：BApppHg（1）静压式液位检测仪表①压力、差压式液位计对于敞口容器PA为大气压力，在容器底部或侧面液位零点处引出压力信号，仪表指示的表压力即反映相应的液柱静压。①压力、差压式液位计对于密闭容器可用差压计测量液位，差压计的正压侧与容器底部相连，负压侧与容器上部的气空间相连。压力引号的引出方式1）引压管方式2）法兰式1——容器2——差压计3——液位零面4——法兰5——毛细管零点迁移由于仪表安装位置的关系，仪表量程会出现一个附加值，需对读数进行修正：pHghg1）正迁移差压变送器的测量室的安装位置低于容器最低液位h高度时1212()pHghhg2）负迁移负压侧连通管中充满了介质，作用在变送器正、负压室的压差为：②吹气式液位计将一根吹气管插入至被测液体最低位，使吹气管通入一定的气体，使吹气管中的压力与管口处液柱静压力相等。用压力计测量吹气管上端压力，就可测得液位。水深测量仪（2）浮力式物位检测仪表7.2.2.1浮子式液位计检测元件:浮子31Fmgmg浮子重锤液位计24DFhg浮力恒浮力式液位计舌簧管式液位计7.2.2.2浮筒式液位计0cxmgAHg工作原理当液位变化时0()()cxxmgAHHxg(1)cHxAg7.2.3.1电容式物位计敏感元件:两个同轴圆筒电极组成的电容器。2lnLCDd21lnCkHDd1）测量不导电介质2）测量导电介质变极板长度方式聚四氟乙烯外套电容式油量表超声波物位检测检测原理超声波在介质中传播时会被吸收而衰减。超声波在穿过两种不同介质的分界面时会产生反射和折射。采用单探头时，探头与液面的距离为：/2hct22222cthsaa采用双探头时：7.2.3.3核辐射物位计原理：利用核辐射线在穿透物质时将被衰减的现象来确定物位。射线射入厚度为H的介质，透过介质的射线强度I0HIIe辐射源:钴60或铯。接收装置：盖革计数管测量方式自动跟踪一源一接收多源多接收7.2.3.4物位开关进行定点测量的物位开关是用于检测物位是否达到预定高度，并发出相应的开关量信号。对象:液位、料位、固-液分界面、液-液分界面，以及判断物料的有无。一、光的反射、折射光纤液位探测器当光由光密物质出射至光疏物质时，发生折射。（a）折射角大于入射角：（b）临界状态：（c）全反射：rinnsinsin21)/arcsin(120nni0ii光在光纤中的全反射光纤液位探测器的几种结构形式：a.Y形光纤结构由Y形光纤和全反射椎体以及光源和光电二极管等组成。b.U形结构，在探头端部除去光纤的包层，当探头浸入液体时，液体起到包层的作用，于包层折射率的变化使接收光强改变，其强度变化与液体的折射率和测头弯曲形状有关。C.右图所示探头端部是两根多模光纤用棱镜耦合在一起，这种结构的光调制深度最强，而且对光源和光探测器件要求不高。7.3影响物位测量的因素（1）液位测量的特点稳定的液面是一个规则的表面，但是当物料有流进流出时，会有波浪使液面波动。在生产过程中还可能出现沸腾或起泡沫的现象使液面变得模糊。大型容器中常会有各处液体的温度、密度和黏度等物理量不均匀的现象。容器中的液体呈高温、高压或高黏度，或含有大量杂质、悬浮物等。（2）料位测量的特点料面不规则，存在自然堆积的角度。物料排出后存在滞留区。物料间的空隙不稳定，会影响对容器中实际储料量的计量。（3）界位测量的特点界位测量的特点则是在界面处可能存在浑浊段。