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物位檢測ppt

這是物位檢測ppt,包括了物位的定義及物體檢測儀表的分類,常用物位檢測儀表,影響物位檢測的因素,物位檢測是對設備和容器中物料儲量多少的度量等內容,歡迎點擊下載。

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第7章 物位檢測 Contents 7.1 物位的定義及物位檢測儀表的分類 物位檢測是對設備和容器中物料儲量多少的度量。 7.1.1 物位的定義 物位統指設備和容器中液體和固體物料的表面位置,是液位、料位、界位的總稱。 液位:指設備和容器中液體介質表面的高低。 料位:指設備和容器中所存儲的塊狀、顆?;蚍勰┳垂燙邐锪系畝鴉叨?。 界位:指相界面的位置,液-液界面、液-固界面,分界面不夠清楚,有渾濁段。 7.1 物位的定義及物位檢測儀表的分類 7.1.2 物位檢測儀表的分類 物位檢測儀表按測量方式可以分為連續測量和定點測量兩大類。 連續測量方式能持續測量物位的變化。 定點測量方式只能檢測物位是否達到上限、下限或某個特定的位置,定點測量儀表一般稱為物位開關。 7.1 物位的定義及物位檢測儀表的分類 物位檢測儀表的分類 按工作原理,物位檢測儀表可分為: 直讀式:采用側壁開窗口或旁通管方式,直接顯示容器中的物位高度。主要用于液位檢測和壓力較低的場合。 靜壓式:基于靜力學原理液位檢測,有壓力式、吹氣式和差壓式。 浮力式:基于阿基米德定律進行液位檢測,有浮筒式和浮子式液位計。 機械式:通過測量物位探頭與物料面接觸時的機械力實現物位的測量。 有重錘式、音叉式。 電氣式:將電氣敏感元件置于被測介質中,根據物位變化與電氣參數變化關系來測量物位。 其他方法 如聲學式、射線式、光纖式等,見表7-1 7.2 常用物位檢測儀表 7.2.1靜壓式液位檢測儀表 將液位的檢測轉化為靜壓力的檢測: 當被測介質密度不變時,測量 差壓值 和液位零點位置 , 即可得知液位 壓力、差壓式液位計 測壓力和差壓的儀表,選擇合適量程,均可檢測液位。儀表特點是測量范圍大,無可動部件,安裝方便,工作可靠。 對于敞口容器 為大氣壓力,在容器底部或側面液位零點處引出壓力信號,儀表指示的表壓力即反映相應的液柱靜壓。 壓力、差壓式液位計 對于密閉容器,可用差壓計測量液位,差壓計的正壓側與容器底部相連,負壓側與容器上部的氣空間相連。 壓力、差壓式液位計 壓力信號的引出方式:法蘭式 適用于有腐蝕性或有結晶顆粒、粘度大、易凝固的介質。 1——容器 2——差壓計 3——液位零面 4——法蘭 5——毛細管 壓力、差壓式液位計 由于儀表安裝位置的關系,儀表量程會出現一個附加值,需對讀數進行修正: 修正原因:由于安裝高度h所產生的靜壓使液位計的輸出不與零液位相對應。 壓力、差壓式液位計 對于有可凝結蒸汽或采用隔離介質液位測量系統,壓力計負壓測通常有一個固定的壓力偏置量。 吹氣式液位計 將一根吹氣管插入至被測液體最低位,使吹氣管通入一定的氣體,使吹氣管中的壓力與管口處液柱靜壓力相等。用壓力計測量吹氣管上端壓力,就可測得液位。 特點:可將壓力檢測點移至頂部,其使用和維修均很方便。很適合于地下儲罐、深井等場合。 精度影響:取決于測壓儀表的精度,以及液體的溫度對其密度的影響。(前兩種液位計亦如此) 7.2.2 浮力式物位檢測儀表 浮子式液位計 浮子式液位計是一種恒浮力式液位計。作為檢測元件的浮子漂浮在液面上,浮子隨著液面的變化而上下移動,其所受浮力的大小保持一定,檢測浮子所在位置可知液面高低。 浮子的形狀常見有圓盤形、圓柱形和球形等,其結構要根據使用條件和使用要求來設計。 浮子位置的檢測方式:直接指示和信號遠傳。 7.2.2 浮力式物位檢測儀表 浮子重錘液位計原理 浮子通過滑輪、繩帶與平衡錘連接,繩帶拉力與浮子重量和浮力相平衡,平衡錘位置反映浮子位置,可測液位。 7.2.2 浮力式物位檢測儀表 舌簧管式液位計結構原理圖 環形磁鐵使浮子中央舌簧管導通,測電阻知液位。 7.2.2 浮力式物位檢測儀表 伺服平衡式浮子液位計 7.2.2 浮力式物位檢測儀表 浮筒式液位計 變浮力式液位計,檢測元件的浮筒為圓柱形,部分沉浸于液體中,利用浮筒被液體浸沒高度不同引起的浮力變化而檢測液位。 原理:浮筒由彈簧懸掛,下端固定的彈簧受浮筒重力而壓縮,由彈簧的彈性力平衡浮筒的重力。通過檢測彈簧的變形即浮筒的位移 即可求出相應的液位高度。差動變壓器鐵芯移動距離 7.2.2 浮力式物位檢測儀表 原理分析: 液面變化△H→浮筒位移△x 起始位置 液位變化 (上升) 7.2.3 其他物位測量儀表 重錘料位計 原理:料位計傳感器安裝在料倉頂部,探測過程由控制顯示儀表發出的信號控制。傳感器由可逆電機、繞線筒、靈敏杠桿等組成。 傳感器接到探測命令時:電機正轉,帶動齒輪軸和繞線筒轉動,使鋼絲繩下放,帶動重錘由倉頂下降。當重錘降至料面時被料面托起而失重,鋼絲繩松弛,靈敏杠桿動作使微動開關接觸,控制顯示器得到該信號立即發出電機反轉命令,重錘上升返回,直到繞線筒碰上到頂開關,電機停轉,重錘回到倉頂原始位置,完成一次探測過程。 在此過程中,控制顯示儀表通過檢測繞線筒的轉數計算出重錘從倉底到料面間的距離,在面板上進行數字顯示,并在后面板端子上輸出4~20mA電流信號。 7.2.3 其他物位測量儀表 音叉料位計 音叉式料位開關是一種新型的液位限位開關。音叉由晶體激勵產生振動,當音叉被液體浸沒時振動頻率發生變化,這個頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個開關量。 又被稱作“電氣浮子”,凡使用浮球限位開關和由于結構、湍流、攪動、氣泡、振動等原因不能使用浮球液位開關的場合均可使用“音叉式液位限位開關”。 適應性強,被測物料不同的電參數、密度對測量均不產生影響。結垢、攪動、湍流、氣泡、振動、中等粘度、高溫、高壓等惡劣條件對檢測也無影響,便于維護。 7.2.3 其他物位測量儀表 電容式物位計 原理:圓筒形電容器的電容值隨 物位而變化,其檢查元件是兩 個同軸圓筒電極組成的電容器。 當圓筒形電極的一部分被物料 侵沒時,兩個電極之間的介電 常數隨物位的變化而變化。 電容式物位計 值越大,靈敏度越高。 由于電容變化量比較小,所以對于電容式物位檢測的關鍵是要檢測出電容量。 測量電路(電容的檢測):有交流電橋法、充放電法和諧振電路法,可以輸出標準電流信號,實現遠距離傳送。 特點:電容式物位計一般不受真空、壓力、溫度等環境條件的影響;安裝方便、結構牢固,易維修;價格較低。但不適合于以下介質:介電常數隨溫度等影響而變化、介質在電極上有沉積或附著、介質中有氣泡產生等。 電容式物位計 電容式物位計可以測量液位、料位和界位,由測量電極和測量電路組成。 根據不同被測介質,電容測量電極有多種型式。 超聲式物位計 性質:超聲波在介質中傳播時會被吸收而衰減,在穿過兩種不同介質的分界面時會產生反射和折射。 回波反射式超聲波物位計的工作原理,就是利用發射的超聲波脈沖將由被測物料的表面反射,測量從發射超聲波到接收回波所需的時間,可以求出從探頭到分界面的距離,進而測得物位。 根據超聲波傳播介質的不同,超聲式物位計可以分為固介式、液介式和氣介式。它的組成主要有超聲換能器和電子裝置。 超聲液位檢測原理 超聲液位檢測原理 置于容器底部的超聲波換能器向液面發射短促的超聲波脈沖,經時間t后,液面處產生的反射回波又被超聲波換能器接收。則由超聲波換能器到液面的距離H可用下式求出: 其中:c為超聲波介質傳播速度 t為測量時間 H為測量距離即液位 核輻射式物位計 核輻射式物位計是利用核輻射線在穿透物質時將被衰減的現象來確定物位。射線射入一定厚度的介質時,其強度隨所通過介質厚度的增加呈指數規律衰減,有如下關系: 核輻射式物位計 核輻射式物位計主要由射線源及其防護容器、射線檢測器及電子轉換、指示電路組成。 射線源多選用穿透能力較強的γ射線源,通常選用鈷(Co60)或銫(Cs137)。 射線檢測器將射線強度轉換為電信號輸出。電子電路接收檢測器輸出的脈沖信號,進行轉換處理后輸出與被測物位相應的標準信號。 主要檢測方式有固定安裝式和隨動式兩種,射線源和射線檢測器不通布置,構成不同的測量方式。 核輻射式物位計測量方式 自動跟蹤方式 通過電機帶動射線源和接收器沿導軌隨物位變化而升降,實現自動跟蹤物位。 固定發射接收方式 在容器外部的相應位置上安裝射線源與接收器,射線通過容器中的介質時被吸收,當物位變化時其衰減程度將發生變化,測得輻射強度可知物位。 核輻射式物位計測量方式 核輻射式物位檢測原理(動畫) 物位開關 進行定點測量,用于檢測物位是否達到預定高度(位置),并發出相應的開關量信號。 針對不同的被測對象,物位開關有多種型式,可以測量液位、料位、固-液分界面、液-液分界面,以及判斷物料的有無等。 物位開關的特點是簡單、可靠、使用方便,適用范圍廣。 物位開關有浮球式、電導式、振動叉式、微波穿透式、核輻射式、運動阻尼式等形式。 電容式接近開關在物位測量控制中的使用演示 開關式光纖液位探測器 利用全反射原理可以制成開關式光纖液位探測器。 光纖液位探頭由LED光源、光電二極管和多模光纖等組成。 光纖液位探測器的幾種結構形式 a. Y形光纖結構,由Y形光纖和全反射椎體以及光源和光電二極管等組成。 光纖液位探測器的幾種結構形式 b. U形結構,在探頭端部除去光纖的包層,當探頭浸入液體時,液體起到包層的作用,由于包層折射率的變化使接收光強改變,其強度變化與液體的折射率和測頭彎曲形狀有關。 光纖液位探測器的幾種結構形式 C. 右圖所示探頭端部是兩根多模光纖用棱鏡耦合在一起,未接觸液面時全反射接收,碰到液面產生折射,這種結構的光調制深度最強,而且對光源和光探測器件要求不高。 7.3 影響物位測量的因素 在實際生產過程中,被測對象很少有靜止不動的情況,因此會影響物位測量的準確性。對不同的介質有不同的影響。 一、液位測量的特點 液面波動(物料流進流出、沸騰或泡沫) 大型容器中各處物理量(溫度、密度和粘度)分布不均。 液體處于特殊狀態中(高溫、高壓、高粘度、含大量雜質) 二、料位測量的特點 料面不規則,存在自然堆積的角度。 物料排出后有滯留區。 物料間空隙不穩定,響對容器中實際儲料量的計量 三、界位測量的特點 在界面處存在渾濁段 作業 7-1 7-3 7-5 7-6 簡述

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