化工仪表及自动化(厉玉鸣)(第三版)第4章.ppt
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1、化工仪表及自动化(厉玉鸣)(第三版)第4章 Four short words sum up what has lifted most successful Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. individuals above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date内容提要内容提要n 物位检测物位检测的意义及主要类型的意义及主要类型n 压差式液位计压差
2、式液位计n工作原理工作原理n零点迁移问题零点迁移问题n用法兰式差压变送器测量液位用法兰式差压变送器测量液位n 其他物位计其他物位计n电容式物位计电容式物位计n核辐射物位计核辐射物位计n雷达式液位计雷达式液位计n称重式液罐计量仪称重式液罐计量仪1第一节第一节 物位检测的意义及主要类型物位检测的意义及主要类型2液位 料位液位计 料位计 界面计直读式物位仪表 差压式物位仪表浮力式物位仪表 电磁式物位仪表核辐射式物位仪表 声波式物位仪表光学式物位仪表第二节第二节 差压式液位计差压式液位计gHppAB将差压变送器的一端接液相,另一端接气相gHpppAB因此3n 一、工作原理一、工作原理图4-1 差压式液
3、位计原理图第二节第二节 差压式液位计差压式液位计 当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞口的,气相压力为大气压,则差压计的负压室通大气就可以了,这时也可以用压力计来直接测量液位的高低。若容器是受压的,则需将差压计的负压室与容器的气相相连接。以平衡气相压力 pA的静压作用。 结论4第二节第二节 差压式液位计差压式液位计5n 二、二、零点迁移问题零点迁移问题gHp在使用差压变送器测量液位时,一般来说01211pgHghp0222pghp实际应用中,正、负室压力p1、p2分别为ghghgHpp2221121ghhgHp2121则图4-2 负迁移示意图第二节第二节 差压式液位计差压式液位计 改变
4、变送器的零点。 都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应,只不过零点调整量通常较小,而零点迁移量则比较大。 同时改变了测量范围的上、下限,相当于测量范围的平移,它不改变量程的大小。6第二节第二节 差压式液位计差压式液位计图4-3 正负迁移示意图图4-4 正迁移示意图 某差压变送器的测量范围为05000Pa,当压差由0变化到5000Pa时,变送器的输出将由4mA变化到20mA,这是无迁移的情况,如左图中曲线a所示。负迁移如曲线b所示,正迁移如曲线c所示。 7一般型号后面加一般型号后面加“A”A”的为正的为正迁移;加迁移;加“B”B”的为负迁移。的为负迁移。第二节第二节 差压式液位计差压式液位
5、计n 三、用法兰式差压变送器测量液位三、用法兰式差压变送器测量液位 单法兰式单法兰式 双法兰式双法兰式 8 为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题,应使用法兰式差压变送器,如下图所示。 图4-5 法兰式差压变送器测量液位示意图1法兰式测量头;2毛细管;3变送器第二节第二节 差压式液位计差压式液位计图4-6 单法兰插入式差压变送器1挡板;2喷嘴;3弹簧;4反馈波纹管;5主杠杆;6密封片;7壳体;8连杆;9插入筒;10膜盒图4-7 双法兰式差压变送器1挡板;2喷嘴; 3杠杆;4反馈波纹管;5密封片;6插入式法兰;7负压室;8测量波纹管;9正压
6、室;10硅油;11毛细管;12密封环;13膜片;14平法兰9第三节第三节 其他物位计其他物位计n 一、电容式物位计一、电容式物位计图4-8 电容器的组成1内电极;2外电极dDLCln210 通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。 第三节第三节 其他物位计其他物位计4-9 非导电介质的液位测量1内电极;2外电极;3绝缘套;4流通小孔dDLCln200当液位为零时,仪表调整零点,其零点的电容为 对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。dDHLdDHCln2ln20当液位上升为H时,电容量变为HKdDHCCCiXln200电容量的变化为11第三节第三节 其他
7、物位计其他物位计 电容量的变化与液位高度H成正比。该法是利用被测介质的介电系数与空气介电系数0不等的原理进行工作,(-0)值越大,仪表越灵敏。电容器两极间的距离越小,仪表越灵敏。 12第三节第三节 其他物位计其他物位计 用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大,容易“滞留”,可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。左图所示为用金属电极棒插入容器来测左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。量料位的示意图。 dDHCXln20电容量变化与料位升降的关系为电容量变化与料位升降的关系为131金属电极棒;2容器壁图4-10 料位检测第三节第三节 其他物位计
8、其他物位计 电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。 需借助较复杂的电子线路。需借助较复杂的电子线路。 应注意介质浓度、温度变化时,其介电系数也要应注意介质浓度、温度变化时,其介电系数也要发生变化这种情况。发生变化这种情况。14第三节第三节 其他物位计其他物位计n 二、核辐射物位计二、核辐射物位计HeII0 射线的透射强度随着,具体关系见式(4-9)。(4-94-9)图4-10 核辐射物位计示意图1辐射源;2接受器适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量,还可以测量高温融熔金属的液位。可在高温、烟雾等环境下工
9、作。但由于放射线对人体有害,使用范围受到一些限制。15第三节第三节 其他物位计其他物位计n 三、雷达式液位计三、雷达式液位计 雷达式液位计是一种采用微波技术的液位检测仪表。 可以用来连续测量腐蚀性液体、高黏度液体和有毒液体的液位。 它没有可动部件、不接触介质、没有测量盲区,而且测量精度几乎不受被测介质的温度、压力、相对介电常数的影响,在易燃易爆等恶劣工况下仍能应用。 16第三节第三节 其他物位计其他物位计图4-12 雷达式液位计示意图cHt02 雷达波由天线发出到接收到由液面来的反射波的时间t由下式确定 0HLH由于tcLH2故 雷达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频雷达探测器对时间的
10、测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式。法两种方式。17第三节第三节 其他物位计其他物位计图4-13 微波脉冲法原理示意图要使用导波管?要使用导波管?18第三节第三节 其他物位计其他物位计n 四、称重式液罐计量仪四、称重式液罐计量仪既能将既能将,又能反映出罐中,又能反映出罐中。gHpp12由于21121MgLLApp杠杆平衡时(3-64)HKHMLAL112代入(3-64)(3-65)HAM0AMH0如果液罐是均匀截面(3-66)(3-67)19第三节第三节 其他物位计其他物位计图4-14 称重式液罐计量仪1下波纹管;2上波纹管;3液相引压管;4气相引压管;5砝码;6丝杠;7可逆电机;8编码盘
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