化工儀表及自動(dòng)化第3章(已修改)
2025-01-28 19:16 本頁(yè)面
【正文】 化工儀表及自動(dòng)化 第三章 檢測(cè)儀表與傳感器 內(nèi)容提要 ?物位檢測(cè)及儀表 ?概述 ?差壓式液位變速器 ?電容式物位傳感器 ?核輻射物位計(jì) ?稱重式液罐計(jì)量?jī)x ?溫度檢測(cè)及儀表 ?溫度檢測(cè)方法 ?熱電偶溫度計(jì) ?熱電阻溫度計(jì) ?電動(dòng)溫度變送器 1 內(nèi)容提要 ?一體化溫度變送器 ?智能式溫度變送器 ?測(cè)溫元件的安裝 ?現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展 ?軟測(cè)量技術(shù)的發(fā)展 ?現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展 2 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 ?一、概論 3 幾個(gè)概念 液位 料位 液位計(jì) 界位計(jì) 測(cè)量物位的兩個(gè)目的 按其工作原理分為 直讀式物位儀表 差壓式物位儀表 浮力式物位儀表 電磁式物位儀表 核輻射式物位儀表 聲波式物位儀表 光學(xué)式物位儀表 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 ?二、差壓式液位變送器 4 圖 339 差壓液位變送器原理圖 圖 340 壓力表式液位計(jì) 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 ppgHpp???21 ?將差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相 因此 gHppp ?????21 當(dāng)被測(cè)容器是敞口的，氣相壓力為大氣壓時(shí)，只需將差壓變送器的負(fù)壓室通大氣即可。若不需要遠(yuǎn)傳信號(hào)，也可以在容器底部安裝壓力表，如圖 340所示。 5 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 gHp ???01211 pgHghp ??? ??0222 pghp ?? ?6 ghghgHpp 2221121 ??? ????? ? ghhgHp 2121 ?? ????圖 341 負(fù)遷移示意圖 在使用差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，一般來(lái)說(shuō) 實(shí)際應(yīng)用中，正、負(fù)室壓力 p p2分別為 則 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 遷移彈簧的作用 改變變送器的零點(diǎn)。 遷移和調(diào)零 都是使變送器輸出的起始值與被測(cè)量起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，只不過(guò)零點(diǎn)調(diào)整量通常較小，而零點(diǎn)遷移量則比較大。 遷移 同時(shí)改變了測(cè)量范圍的上、下限，相當(dāng)于測(cè)量范圍的平移，它不改變量程的大小。 7 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 圖 342 正負(fù)遷移示意圖 圖 343 正遷移示意圖 舉例 某差壓變送器的測(cè)量范圍為 0～ 5000Pa，當(dāng)壓差由 0變化到 5000Pa時(shí)，變送器的輸出將由 4mA變化到 20mA，這是無(wú)遷移的情況，如左圖中曲線 a所示。負(fù)遷移如曲線 b所示，正遷移如曲線 c所示。 8 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 圖 344 法蘭式差壓變送器測(cè)量液位示意圖 1— 法蘭式測(cè)量頭； 2— 毛細(xì)管； 3— 變送器 ? 單法蘭式 ? 雙法蘭式 法蘭式差壓變送器按其結(jié)構(gòu)形式 9 為了解決測(cè)量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及黏度大、易凝固等液體液位時(shí)引壓管線被腐蝕、被堵塞的問(wèn)題，應(yīng)使用在導(dǎo)壓管入口處加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器，如下圖所示。 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 ?三、電容式物位傳感器 dDLCln2??? 圖 345 電容器的組成 1— 內(nèi)電極； 2— 外電極 兩圓筒間的電容量 C 當(dāng) D 和 d 一定時(shí)，電容量 C 的大小與極板的長(zhǎng)度 L 和介質(zhì)的介電常數(shù) ε的乘積成比例。 10 通過(guò)測(cè)量電容量的變化可以用來(lái)檢測(cè)液位、料位和兩種不同液體的分界面。 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 dDLCln2 00???? ?dDHLdDHCln2ln2 0 ??? ???? 346 非導(dǎo)電介質(zhì)的液位測(cè)量 1— 內(nèi)電極； 2— 外電極；3— 絕緣套； 4— 流通小孔 當(dāng)液位為零時(shí)，儀表調(diào)整零點(diǎn)，其零點(diǎn)的電容為 ? ? HKdDHCCCiX ?????ln2 00???對(duì)非導(dǎo)電介質(zhì)液位測(cè)量的電容式液位傳感器原理如下圖所示。 當(dāng)液位上升為 H時(shí)，電容量變?yōu)? 電容量的變化為 11 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 電容量的變化與液位高度 H成正比。該法是利用被測(cè)介質(zhì)的介電系數(shù) ε 與空氣介電系數(shù) ε 0不等的原理進(jìn)行工作，（ ε ε 0）值越大，儀表越靈敏。電容器兩極間的距離越小，儀表越靈敏。 結(jié)論 12 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 用電容法可以測(cè)量固體塊狀顆粒體及粉料的料位。由于固體間磨損較大，容易 “ 滯留 ” ，可用電極棒及容器壁組成電容器的兩極來(lái)測(cè)量非導(dǎo)電固體料位。 ? ?dDHCXln2 0??? ??1— 金屬電極棒； 2— 容器壁 左圖所示為用金屬電極棒插入容器來(lái)測(cè)量料位的示意圖。 電容量變化與料位升降的關(guān)系為 13 圖 347 料位檢測(cè) 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 優(yōu)點(diǎn) ? 電容物位計(jì)的傳感部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便。 缺點(diǎn) ? 需借助較復(fù)雜的電子線路。 ? 應(yīng)注意介質(zhì)濃度、溫度變化時(shí)，其介電系數(shù)也要發(fā)生變化這種情況。 14 第四節(jié) 物位檢測(cè)及儀表 ?四、核輻射物位計(jì) HeII ??? 0射線的透射強(qiáng)度隨著 通過(guò)介質(zhì)層厚度的增加而減弱 ，具體關(guān)系見(jiàn)式（ 363）。 （ 363） 圖 348 核輻射物位計(jì)示意圖 1— 輻射源； 2— 接受器 特點(diǎn) ? 適用于高溫、高壓容器、強(qiáng)腐蝕、劇毒、有爆炸性、黏滯性、易結(jié)晶或沸騰狀態(tài)的介質(zhì)的物位測(cè)量，還可以測(cè)量高溫融熔金屬的液位。 ? 可在高溫、煙霧等環(huán)境下工作。 ? 但由于放射線對(duì)人體有害，使
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