第 4 章 物位检测实训

1. 第4章 物位检测实训 • 概述 • 差压式物位仪表 • 浮力式物位仪表 • 电容式物位仪表 • 辐射式物位仪表 • 超声波物位计

2. 4.1 概述 几个概念 在容器中液体介质的高低叫液位， 容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位 测量液位的仪表叫液位计，测量料位的仪表叫料位计 测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫界面计 在物位检测中，有时需要对物位进行连续检测，有时只需要测量物位是否达到某一特定位置，用于定点物位测量的仪表称为物位开关 物位检测的作用 控制、计量、报警等。

3. 检测方法分类 直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。 差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。 浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理工作。 电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容 核辐射物位仪表：利用射线透过物料时其强度随物质层的厚度而变化的原理 声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。根据工作原理分为声波遮断式、反射式和阻尼式。 光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作 ……

4. 4.2 差压式液位计 ΔP=ρgH 基本工作原理 零点迁移的目的：使H＝0时，变送器输出为Iomin（如4mA） ΔP=ρ1gH -ρ2g（h2-h1） ΔP=ρ1gH +ρ1gh1 ΔP=ρ1gH 正迁移 无迁移 负迁移 ρ1gh1 -ρ2g（h2-h1） 迁移量： 迁移量：

5. 内置式 外置式 静井 输出指示器 F浮 F弹 弹簧 磁钢室 浮 筒 浮筒 G 4.3 浮筒式液位计 基本工作原理 主要由四个基本部分组成：浮筒、弹簧、磁钢室和输出指示器 当浮筒沉浸在液体中时，浮筒将受到向下的重力G、向上的浮力F浮和弹簧弹力F­弹的复合作用 弹簧的伸缩使其与刚性连接的磁钢产生位移，再通过输出指示器内磁感应元件和传动装置或变换输出装置，使其指示出液位或输出与液位对应的电信号。 特点和要求 浮筒式液位计通常有内置式和侧装外置式两种安装方式，测量原理完全相同，但外置式安装更适用于温度较高的场合。

6. D D d d L L H 4.4 电容式物位计 基本工作原理 由两个同轴圆柱极板组成的电容器，当两极板之间填充介电常数为ε1的介质时，两极板间的电容量为： 当极板之间一部分介质被介电常数为ε2的另一种介质填充时，可推导出电容变化量 当电容器的几何尺寸和介电常数保持不变时，电容变化量就与物位高度H成正比。 特点和要求 电容式物位计可以用于液位的测量，也可以用于料位的测量，但要求介质的介电常数保持稳定。在实际使用过程中，当现场温度、被测液体的浓度、固体介质的湿度或成分等发生变化时，介质的介电常数也会发生变化，应及时对仪表进行调整才能达到预想的测量精度。 说明：电容式液位计一般都是基于差压原理测量的。

7. 接收器 辐射源 4.5 核辐射式物位计 基本工作原理 核辐射线（通常为γ射线）穿过一定厚度的被测介质时，射线的投射强度将随介质厚度的增加而呈指数规律衰减的原理来测量物位的 I0表示进入物料之间的射线强度；μ表示物料的吸收系数；H为物料的厚度；I为穿过介质后的射线强度。 • 核辐射式物位计属于非接触式物位测量仪表 • 适用于高温、高压、强腐蚀、剧毒等条件苛刻的场合 • 核射线还能够直接穿透钢板等介质，可用于高温熔融金属的液位测量 • 使用时几乎不受温度、压力、电磁场的影响。 • 但由于射线对人体有害，因此射线的剂量应严加控制，且须切实加强安全防护措施 • (工业现场一般不优先考虑使用核辐射式物位计) 特点和要求

8. 4.6 超声波物位计 • 利用声波在介质中传播速度不变的原理，通过检测声波发射和反射全过程的时间间隔可以计算出物料界面到探头的距离，从而得到物位的高低。 • 注意事项： • 确保反射波能回到探头； • 防止物料对声波的吸收（如表面泡沫漂浮）。