【正文】 力的大小，等于該物體所排出的液體的重量。浮力式液位變送器可分為恒浮力式和變浮力式兩種。 浮力式液位變送器 1．恒浮力式液位變送器 圖 342 恒浮力式液位計原理 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 液位變送器 浮力式液位變送器 2．變浮力式液位變送器 圖 343 浮筒式液位計原理 圖 343為浮筒式變浮力液位計原理圖。圓柱形浮筒部分沉浸于液體中，當浮筒被液體浸沒的高度變化時，其所受浮力 F也變化， F的變化壓縮彈簧，彈簧的彈性力與浮筒的重力相平衡時，浮筒便處于某一平衡位置，測量彈簧的壓縮位移，并轉換成統(tǒng)一標準信號，便可得知液位高度。 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 浮力式液位計 基本工作原理 浮 筒 G F彈 F浮 浮筒 彈簧 磁鋼室 輸出指示器 主要由四個基本部分組成：浮筒 、 彈簧 、 磁鋼室和輸出指示器 當浮筒沉浸在液體中時 ， 浮筒將受到向下的重力 G、 向上的浮力 F浮 和彈簧彈力 F彈 的復合作用 彈簧的伸縮使其與剛性連接的磁鋼產(chǎn)生位移 ， 再通過輸出指示器內(nèi)磁感應元件和傳動裝置或變換輸出裝置 ， 使其指示出液位或輸出與液位對應的電信號 。 內(nèi)置式 外置式 靜井 特點和要求 浮筒式液位計通常有內(nèi)置式和側裝外置式兩種安裝方式 ， 測量原理完全相同 ， 但外置式安裝更適用于溫度較高的場合 。 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 靜壓力式液位變送器 差壓 （ 壓力 ） 液位變送器 基本工作原理 Δ P=ρ gH 零點遷移 Δ P=ρ 1gH Δ P=ρ 1gH ρ 2g（ h2h1） Δ P=ρ1gH +ρ 1gh1 零點遷移的目的：使 H＝ 0時 ， 變送器輸出為 Iomin（ 如 4mA） 無遷移 負遷移 遷移量： ρ 2g（ h2h1） 正遷移 遷移量： ρ 1gh1 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄例 已知 ρ 1=1200kg/m3， ρ 2=950kg/m3， h1=1m， h2=5m， 液位變化范圍 0— ， 求：變送器的 量程 和 遷移量 。 解 Hmaxρ 1g=*1200*=29400Pa 變送器量程可選為： 40kPa 當 H=0時 ， ρ 2g（ h2h1） =4*950*= kPa 變送器需要進行負遷移 ， 遷移量為 － kPa 結論： 差壓式液位變送器 ， 事實上就是一個差壓變送器 ， 無非液位變送器的輸出與液位高度 H成線性關系 因此 ， 差壓式液位變送器的安裝與前面所述的差壓變送器的安裝是完全相同的 。 為了解決測量具有腐蝕性或含有結晶顆粒以及粘度大 、 易凝固等液體液位時 ， 引壓管線 容易出現(xiàn) 被腐蝕 、被堵塞的問題 ， 應使用在導壓管人口處加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器 （ 壓力信號的 遠傳裝置 ） ， 分單法蘭式及雙法蘭式兩種 。 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 靜壓力式液位變送器 — 吹氣式液位變送器 圖 348為吹氣式液位變送的原理。將一根吹氣管插入至被測液體的最低液位（零液位）處。壓縮空氣或惰性氣體經(jīng)恒壓閥和流量計吹入貯液罐內(nèi)，當吹氣管的下端有微量氣泡溢出時，導管內(nèi)的壓力幾乎與液封壓力相等。 圖 348 吹氣式液位測量原理 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 成分分析儀表 ?成分分析儀表是對物質的成分及性質進行分析和測量的儀表 。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中 ， 必須對生產(chǎn)過程中的原料、 成品 、 半成品的化學成分 、 化學性質 、 粘度 、 濃度 、 密度 、 重度 、 以及 PH值等進行自動測量和自動控制 ， 以達到優(yōu)質高產(chǎn) 、 降低能源消耗和產(chǎn)品成本 ， 保證安全生產(chǎn)和防止環(huán)境污染的目的 。 ?按使用場合來分 ， 成分分析儀表又分為實驗室分析儀表和過程分析儀表 ， 自動分析儀表或在線分析儀表 。 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 成分分析儀表 表 33 分析儀表的分類 類別 品種 熱學式 熱導式分析儀表，熱化學式分析儀表，差熱式分析儀表 磁力式 熱磁式分析儀表，磁力機械式分析儀表 光學式 光電比色分析儀表，紅外吸收式分析儀表，紫外吸收式分析儀表，光干涉式分析儀表，光散射式分析儀表，光度式分析儀表，分光光度分析儀表，激光分析儀表，化學發(fā)光式分析儀表 射線式 X射線分析儀表，電子光學式分析儀表，核輻射式分析儀表，微波式分析儀表 電化學式 電導式分析儀表，電量式分析儀表，電位式分析儀表，電解式分析儀表，極譜儀，酸度計，離子濃度計 色譜儀 氣相色譜儀， 液相色譜儀 質譜儀 靜態(tài)質譜儀，動態(tài)質譜儀，其他質譜儀 波譜儀 核磁共振波譜儀，電子順磁共振波譜儀， λ共振波譜儀 物性儀 溫度計，水分計，粘度計，密度計，濃度計，塵量計 其他 晶體振蕩分析儀表，蒸餾及分離分析儀表，氣敏式分析儀表，化學變色式分析儀表 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 成分分析儀表 ?紅外氣體分析儀是利用不同的氣體對不同波長的紅外線輻射能具有選擇性吸收的特性來進行氣體濃度分析的。它具有量程范圍寬、靈敏度高、反應迅速、選擇性強的特點。 ?紅外線的波長范圍為 ~1000，紅外氣體分析儀中利用的波長范圍為2~25，可以用恒定電流加熱鎳鉻絲到某一適當?shù)臏囟榷a(chǎn)生某一特定波長范圍的紅外線。 氣體 特征吸收峰波長 /181。m 氣體 特征吸收峰波長 /181。m CO CO2 CH4 NH3 SO2 ， ， ， ， ， ， ， 9 H2S HCl C2H4 H2O ， ， 7， 在 ～ 10之間都有相當?shù)奈? 表 34 部分氣體特征吸收峰波長 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 成分分析儀表 圖 349 I與 c的關系曲線 圖 350 紅外氣體分析儀原理框圖 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 成分分析儀表 氣相色譜分析儀 ?氣相色譜分析儀的測量原理是基于不同物質在固定相和流動相所構成的體系，即色譜柱中具有不同的分配系數(shù)而將被測樣氣各組成分離開來，然后用檢測器將各組成氣體的色譜峰轉變成電信號，經(jīng)電子放大器轉換成電壓或電流輸出。 ?色譜柱有兩大類：一是填充色譜柱，其內(nèi)填充一定的固體吸附劑顆粒（如氧化鋁、硅膠、活性炭等）或液體（固定液）而構成；另一種是空心色譜柱或空心毛細管，將固定液附著在毛細管內(nèi)管壁上而構成。 圖 351 樣氣在色譜柱中的分離過程 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 成分分析儀表 熱磁式氧分析儀 ?在生產(chǎn)過程中，尤其是燃燒和氧化過程中，以及安全保護和糧食果品儲存等方面，準確測量和嚴格控制混合氣體中的氧含量，對節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等具有十分重要的作用。 ?在氧分析儀表中，應用最廣泛的是熱磁式氧分析儀，它具有量程寬，穩(wěn)定性好，不消耗被分析氣體和使用簡便等優(yōu)點。 ?傳感器是一個具有中間水平通道的測量環(huán)室。 ?熱磁式氧分析儀的傳感器結構見圖 352。 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 成分分析儀表 ?氧化鋯氧分析器是近年來發(fā)展起來的一種新型分析儀表，它由氧化鋯探頭和變送器兩部分組成。氧化鋯探頭可直接插入管道內(nèi)進行檢測。它將被測氣體中的氧含量（濃度）轉換成氧濃差電勢，經(jīng)變送器將氧濃差電勢轉換成 DC 1~ DC 4~。 ?因此，在冶金、煉油、化工等工業(yè)部門被廣泛用于測量各種鍋爐、軋鋼加熱爐等煙道氣的氧含量；它亦可方便地與調(diào)節(jié)器配合組成氧含量自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)最佳燃燒控制。 ?氧化鋯探頭是基于氧濃差電池原理工作的，見圖 353。 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 智能變送器 ?微計算機在變送器中的應用，是變送器數(shù)字化和整個控制系統(tǒng)數(shù)字化的基礎。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，大多采用標準制式的電流（例如 4~）進行信號遠傳，以構成各種控制系統(tǒng)。 ?變送器還具有數(shù)字通信和數(shù)字顯示等多種信號聯(lián)系方式； ?此外，使變送器的功能更加強大，例如，自動零點和增益校正、非線性校正，溫度自動補償、自動消除交差靈敏度的影響，量程自動切換、自檢、自診斷以及圖像處理功能等，使變送器具有強大的智能化功能。 —過程控制儀表及控制系統(tǒng) — 廣東工業(yè)大學自動化學院電氣測控系 上頁 下頁 目 錄 目 錄 智能變送器 ? 單總線智能溫度變送器 ? 基于 I2C總線的智能溫度變送器 ? 多通道智能溫度變送器 ? ST3000系列智能變送器 ? 3051型智能壓力變送器 ? EJA型差壓 （ 壓力 ） 智能變送器 ? 虛擬變送器