第八讲 液位检测仪表

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1、第八讲第八讲 液位检测仪表液位检测仪表1 1、液位检测方法、液位检测方法 液位检测总体上可分为直接检测和间接检测两种方法。 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。 间接测量，是将液位信号转化为其它相关信号进行测量，如压力法、浮力法、电学法、热学法等。 1.11.1直接测量法直接测量法 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。 玻璃管液位计1.2 1.2 压力法液位压力法液位 压力法依据液体重量所产生的压力

2、进行测量。由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。 对常压开口容器，液位高度H与液体静压力P之间有如下关系： gPH 下图为用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计。(a) 压力表式液位计 (b)法兰式液位变送器 (c)吹气式液位计 对于密闭容器中的液位测量，可用差压法进行测量，它可在测量过程中消除液面上部气压及气压波动对示值的影响，下图示出差压式液位计测量原理。 引压导管易被腐蚀或堵塞，影响测量精度，应用法兰式压力（差压）变送器。敏感元件为金属膜盒，它直接与被测介质接触，省去引压导管，从而克服导管的腐蚀和阻塞问题。膜盒经毛细管与变送器的

3、测量室相通，它们所组成的密闭系统内充以硅油，作为传压介质。为了毛细管经久耐用，其外部均套有金属蛇皮保护管。对于具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及粘度大、易凝固的介质法兰式压力（差压）变送器量程迁移量程迁移无论是压力检测法还是差压法，均要求零液位与检测仪表在同一水平无论是压力检测法还是差压法，均要求零液位与检测仪表在同一水平高度，否则会产生附加静压误差。高度，否则会产生附加静压误差。处理方法处理方法对压力变送器进行零点调整，对压力变送器进行零点调整，使在只受附加静压力时输出使在只受附加静压力时输出为为“ “零零” ”。量程迁移量程迁移量程迁移量程迁移无迁移无迁移负迁移负迁移正迁移正迁移Hhn无迁移无迁

4、移保证正压室与零液位等高保证正压室与零液位等高gHP1当当H H为零时，差压输为零时，差压输出为零。出为零。差压变送器的作用是将输入的差压信号转化为统一的标准信号输出。差压变送器的作用是将输入的差压信号转化为统一的标准信号输出。n负迁移负迁移形成原因：加隔离罐或采形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。用法兰式测压差。1210ghgHPP正压室：正压室：220ghPP负压室：负压室：BgHhhggHPPP11221)(差压：差压：当当H=0H=0时，差压的输出并不为零，而是时，差压的输出并不为零，而是-B-B。为使。为使H=0H=0时，差变的输出时，差变的输出为为4mA4mA，就要消除，就要消除

5、-B-B的影响。称之为量程迁移。由于要迁移的时为负的影响。称之为量程迁移。由于要迁移的时为负值，所以称为负迁移。值，所以称为负迁移。量程迁移实例量程迁移实例 例如：已知例如：已知31/1200mkg32/950mkgmh0 . 11mh0 . 52m0 . 30mL 液位高度变化形成的差压值为：液位高度变化形成的差压值为： 所以可选择差压变送器量程为所以可选择差压变送器量程为40kPa40kPaPagH3528038 . 912001PaghhB372408 . 9950) 15()(212所以负迁移量为所以负迁移量为37.240kPa37.240kPa，即将差压变送器的零点调为，即将差压变送

6、器的零点调为-37.240kPa-37.240kPa。迁。迁移后差变的测量范围为移后差变的测量范围为-37.242.76kPa-37.242.76kPa。n正迁移正迁移011pgHghP正压室：正压室：负压室：负压室：0pP 压差：压差：gHghPPP11当当H=0H=0时，差压输出并不为零，其时，差压输出并不为零，其值为值为ghC1其迁移量为正值，所以称为正迁移。其迁移量为正值，所以称为正迁移。综上所述：正负迁移的实质是改变变送器的零点，同时改变量程的上综上所述：正负迁移的实质是改变变送器的零点，同时改变量程的上下限，而量程范围不变。下限，而量程范围不变。1.3 1.3 浮力法浮力法 恒浮力

7、式检测的基本原理是通过测量漂浮于被测液恒浮力式检测的基本原理是通过测量漂浮于被测液面上的浮子（也称浮标）随液面变化而产生的位移。面上的浮子（也称浮标）随液面变化而产生的位移。 变浮力式检测是利用沉浸在被测液体中的浮筒（也变浮力式检测是利用沉浸在被测液体中的浮筒（也称沉筒）所受的浮力与液面位置的关系检测液位称沉筒）所受的浮力与液面位置的关系检测液位 。 浮力式液位检测分为恒浮力式检测与变浮力式检测。浮力式液位检测分为恒浮力式检测与变浮力式检测。1.3.1 钢带浮子式液位计钢带浮子式液位计 右图为直读式钢带右图为直读式钢带浮子式液位计，这是一浮子式液位计，这是一种最简单的液位计，一种最简单的液位计

8、，一般只能就地显示。般只能就地显示。1.3.21.3.2浮球液位计浮球液位计 电动浮球液位变送器的测量部分由浮球与平衡杆和平衡锤组成力矩平衡机构，因此浮球可以自由地随液位的变化而升降。当液位改变时，浮球的位置发生相应的变化，通过球杆带动主轴转动，表头内角位移传感器与主轴通过齿轮啮合，将液位的变化转换成相应的电信号浮球液位计浮球液位计1.3.31.3.3磁浮子液位计磁浮子液位计 磁性浮子、浮球式液位计主要由本体部分、就地指示器、远传变送器以及上、下限液位报警器等几部分组成。磁性浮子式液位计通过与工艺容器相连的筒体内浮子随液面（或界面）的上下移动，由浮子内的磁钢利用磁耦合原理驱动磁性翻板指示器，用

9、红蓝两色（液红气蓝）明显直观地指示出工艺容器内的液位或界位。1.3.4 1.3.4 浮筒式液位计浮筒式液位计 浮筒式液位计属于变浮力液位计，当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，通过测量浮力变化确定出液位的变化量。图中： 1-浮筒；2-弹簧；3-差动变压器 。电动浮筒液位计电动浮筒液位计 杠杆的末端吊有内筒，浮筒随介质的浮力F1变化而升降，这个浮力作用在杠杆1上，使杠杆系统以轴封膜片为支点而产生微小偏转（轴封膜片一方面作为杠杆的支点，另一方面起密封作用）。带动杠杆2转动 ，传感器将偏移量经信号处理及转换电路转换成420mA标准信号输出，即完成变换过程。 智能浮筒液位（界位）变