化工仪表自动化-第3章4节

气体
的冷凝液存在；
（3）被测介质的密度保持不变。
在实际应用中，差压变送器的安装位置不能 与最低液位处于同一水平面上，如图所示。
➢ 这时差压变送器高低压室所受压力分别为：
➢高低压室所受的压差为：
与无迁移情况式相比，式（3-33 ）中多出一项 hρg ，即在高压室增加了一个恒 定的静压 hρg。 由于此项的存在，使得当 H =0时， △ p = hρg ，此时的变送器输出必然大于 4mA 。
零点迁移功能
为了使变送器输出与被测液位之间仍然保持 无迁移情况的对应关系。就必须借助差压变 送器的零点迁移功能来抵消这静压力的影响， 使得当 △ p =－（h2 –h1）ρg 时，变送 器的输出为 4mA 。
变送器的起始输入点由零点变为一个负值， 这种情况就是负迁移。
针对上述三种情况，如果选用的差压变送
器测量范围为 0 ～ 5kPa ，且零点通过迁移 功能抵消的固定静压分别为＋ 2kPa 和-2kPa， 则这台差压变送器零点迁移特性曲线如图 335 所示。
一、概述
1、直读式物位检测仪表
采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中 物位的高度。方法可靠、准确，但是只能就地指 示。主要用于液位检测和压力较低的场合。
2、静压式物位检测仪表
基于流体静力学原理，适用于液位检测。 容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压力成
比例关系，当被测介质密度不变时，通过测量参 考点的压力可测知液位。 这类仪表有压力式、吹气式和差压式等型式。
一、概述
5、声波式物位仪表:
➢
基于声学回声原理，通过测量超声波由
发射到返回的时间推算物位的高度。
6、辐射式物位仪表:
➢
利用伽玛射线穿过介质时，其辐射强度
随介质的厚度而衰减的原理测量物位。
二、物位检测方法 2.1 静压式液位计 1．工作原理
静压式液位计是根据液体在容器内的液位与液柱高度产生的静压力成正比的原理 进行工作的。
书名:过程控制系统及仪表(第3版) 出版社: 大连理工大学出版社; 第3版 (2010年7月1日) 编著者：李亚芬；主审：邵诚, 丛书名: 高等学校理工科化学工类规划教材 平装: 259页; 语种: 简体中文 开本: 16 ISBN: 9787561115015, ISBN：7-5611-1501-6 条形码: 9787561115015 尺寸: 25.6 x 18.2 x 1.2 cm 重量: 522 g 原价:25.00元
体物料的堆积高度。 3、界位指相界面位置。容器中两种互不相溶的液体，因
其重度不同而形成分界面，为液-液相界面；容器中互不 相溶的液体和固体之间的分界面，为液-固相界面。液-液、 液-固相界面的位置简称界位。
物位是液位、料位、界位的总称。
对物位进行测量、指示的仪表，称物位检测仪表。
一、概述
物位检测仪表的分类：
各种压力和差压测量仪表，只要量程合适， 都可用来测量液位。
分别叫压力式液位计和差压式液位计。
*2 ．零点迁移问题பைடு நூலகம்
由差压式液位计的测量原理可知，液柱的静压
差 △P 与液位高度 H 满足式
的条
件是：
（1）差压变送器的高压室取压口正好与起始 液
面（ H =0）在同一水平面上； （2）差压变送器低压室的导压管中没有任何
➢ 若被测液体的密度为 ρ1 ，隔离液的密度为 ρ2，且 ρ1 > ρ2 ，则变送器高低压室的压 力分别为：
高低压室所感受的压差为
与无迁移情况相比较，总的差压减少了 (h2-h1)ρ2g，即相当于在低压 室增加 了一个恒定的静压。 由于它的存在，使得当 H =0 时， △ p= -（ h2- h1 ）p２g , 此时变送器的输出必然小于 4mA ，当 H =Hmax 时，变送器的输出也达不到 20mA 。
A、敞口容器的液位测量原理图：
将压力计与容器底部相连，根据流体静力学 原理，所测压力与液位的关系为
p = ρgH 式中 p — 容器内取压平面上由液柱产生的静压力； ρ— 容器内被测介质的密度； g — 重力加速度。 H — 从取压平面到液面的高度；
B、在测量受压密闭容器中的液位时，由于介质上方的压力影响会产生附加静压 力，所以采用差压法测液位，如图所示。
一、概述
3、浮力式物位检测仪表
其工作原理基于阿基米德定律，适用于液位检 测。漂浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮 筒，在液面变动时其浮力会产生相应的变化， 从而可以检测液位。
这类仪表有各种浮子式液位计、浮筒式液位计 等。
4、电磁式物位仪表 是将物位变化转换为电量的变化，并通过对
电量变化的测量间接测知物位。
由于被测对象种类繁多，检测的条件和环境也有 很大差别，所以物位检测的方法有多种多样，以 满足不同生产过程的测量要求。
按测量方式分类：可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。 定点测量方式则只检测物位是否达到上限、下限或某
个特定位置，定点测量仪表一般称为物位开关。
按工作原理分类，物位检测仪表有直读式、浮力 式、静压式、电磁式、声波式、辐射式等。
零点迁移功能
为使变送器输出与被测液位仍保持无迁移对 应关系，必须应用差压变送器的零点迁移功 能来抵消静压影响。使得当 H =0， △ p = hρg 时，变送器输出为 4mA 。
*正迁移： ➢ 在上图这种工作状态下，变送器的起始输入点
由零点变为一个正值，因此称为正迁移。
*负迁移：
➢ 在工程中还经常遇到负迁移的情况，如图所 示。
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§3-5 物位测量仪表
31 概述
2 物位检测方法 静压式液位计 磁浮子式液位计 电容式物位计
33 其他物位测量仪表
一、概述
物位的定义：
“物位”一词统指设备和容器中液体或固体物料的表 面位置。
对应不同性质的物料又有以下的定义。
1、液位指设备和容器中液体介质表面的高低。 2、料位指设备和容器中所储存的块状、颗粒或粉末状固
差压变送器的高压侧与容器底部的取压管相连， 低压侧与液面上方容器的顶部相连。
如果容器上部空间为干燥的气体，则此时差压 变送器高，低压侧所感受的压力分别为：
差压变送器所受的压差
因此，可以根据差压变送器测得的差压按下 式计算出液位的高度
特点：
利用静压原理测液位，就是把液位测量分别 转化为压力或差压测量。