物位检测及仪表

一．概述二．差压式液位变送器三．雷达液位计、超声波液位计一、概述1.在容器中液体介质的高低称为液位，容器中固体或颗粒状物质的堆积高度称为料位。测量液位的仪表称为液位计，测量料位的仪表称为料位计，而测量料中密度不同介质的分界面的仪表称为界面表。上述三种仪表统称为物位仪表。2.物位测量的意义：获知储罐物质的的体积或质量的多少；确保液位在工艺要求的高度；确保安全生产；通过液位的准确测量，可作记录表使用二、差压式液位变送器1.工作原理：将差压变送器的正压室接储罐的液相，负压室接储罐的气相，此时，差压变送器正、负压室所测得压差与液位高度成正比，即△P＝ρ×g×h。差压式液位变送器正是利用容器内的液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的。2.当被测容器是敞口的，气相压力为大气压时，只需将差压变送器的负压室通大气即可。此时可用压力变送器代替差压变送器。投入式液位计就是这样工作的，若不需要远传信号，也可以在容器底部安装压力表就地指示。3.零点迁移问题a)在使用差压变送器测量液位时，一般来说，其压差△P与液位高度h之间有△P=ρ×g×h正比关系；当h=0时，作用在正、负压室的压力是相等的，这就属于“无迁移”的情况。a.此仪表在膜盒，毛细管和测量室所组成的封闭系统内充有硅油，作为传压介质，并使被测介质不进入毛细管与变送器，以免堵塞。其目的是为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及粘度大、以凝固等液体液位时，引压管线被腐蚀，被堵塞的问题。b.单法兰式用于测量（敞口容器）液位，双法兰式用于测量（密封容器）液位。b.正迁移以4~16习题为例。c.负迁移以4-17习题为例。d.迁移同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不变量程的大小。以4-12习题为例。4.用法兰式差压变送器测量液位a.如果变送器负压室膜片损坏或引压管堵塞，测量值（偏大）。b.如果变送器正压室膜片损坏或引压管堵塞，测量值（偏小）。c.双法兰式变送器安装后，不进行零点调试，测量值（偏小）。d.被测介质的密度由于温度升高而变小，测量值比实际液位（偏低）。e.被测介质的密度由于温度降低而变大，测量值比实际液位（偏高）。5.差压是变送器的一般故障6.差压式液位变送器练习题：4-1①②、4-2、4-3、4-4、4-7、4-12、4-13、4-14、4-15、4-16、4-17a.已知一台差压变送器的测量位0~120kpa，用于测量密度为1.727kg/cm3的四氯化钛液位，则二次仪表的量程应为多少？解：单位转算：ρ＝1.727kg/cm3＝1.727×103/m3g＝9.8牛顿/kg1牛顿＝1pa/m2根据△P＝ρ×g×h则h＝△P/ρg∴h＝（120×1000）/（1.727×1000×9.8）＝7.09mb.拟定测量四氯化钛密度为1.727kg/cm3储罐液位的测量范围为0~6m。则室内应将变送器的量程调试为多少？解：根据△P＝ρ×g×h∴△P＝1.727×9.8×6≈101.5kpac.已知四氯化钛储罐测量范围为0~7.09m。变送器量程为0~120kpa，当液位显示为3.5m时，变送器显示压差值为多少？解：设压差值为△P，则应有120/7.09＝△P/5∴△P＝120×5÷7.09≈84.63kpa设输出电流为x，则应有（20－4）/7.09＝（x－4）/3.5∴x＝（16×3.5＋7.09×4）÷7.09≈11.89mA7.差压式液位变送器的计算三、雷达液位计、超声波液位计1.工作原理：雷达液位计采用高频振荡器作为微波发生器，发生器产生的微波永波倒挂将他引到辐射天线，并向下射出。当微波遇到被测液面时，部份被吸收，部份被反射回来。通过测量发射波和反射波的运行时间差或频率差，运行时间差和频率差与探头到被测介质表面的距离成正比。2.雷达液位计安装要求：波束中心轴与储罐壁至少大于500mm，避免波速发射到器壁发生折射。雷达液位计应该垂直对准介质表面。如果容器底部是锥形的，安装位置应在顶部中央，这样才能对准容器底部最低点；如果顶部是球形或拱形的，应安装在1/2半径处，这样可以避免多重虑假回波。3.雷达液位计的特点是：可以不带料设定（标定），另外是习题4-574.参数设定最小调整：即空仓时，最低液位到雷达液位计法兰之间的距离。最大调整：即满仓时，最高液位到雷达液位计法兰之间的距离。5.雷达液位计练习题：4-57、4-58、4-60、4-636.超声波液位计练习题：4-67、4-68、4-697.雷达液位计与超声波液位计的异同点相同点：测量原理相同，非接触式测量，均可测液位、粉末、固体颗粒，均可测腐蚀性、高粘度、有毒介质，均可不带料调试，均采用二线制测量方式。不同点雷达液位计超声波液位计波形雷达微波声波频率5~10GHz35~70Hz量程0~20m0~4m盲区无400mm温、压影响无有最高误差±3mm±4m测量基准点从法兰处探头顶部