【正文】 金屬容器壁 電磁法 電阻式和電容式物位計(jì)同樣適用于料位檢測，但傳感器安裝方法與液位測量有些差別。 1. 電阻式物位計(jì) 電阻式物位計(jì)在料位檢測中一般用作料位的定點(diǎn)控制，因此也稱作 電極接觸式物位計(jì) 。 其測量原理示意圖如圖 722所示。測量時物料上升或下降至某一位置時，即與相應(yīng)位置上的電極接通或斷開，使該路信號發(fā)生器發(fā)出報(bào)警或控制信號。 接觸電極式料位計(jì)在測量時要求物料是導(dǎo)電介質(zhì)或本身雖不導(dǎo)電但含有一定水分能微弱導(dǎo)電； 另外它不宜于測量粘附性的漿液或流體，否則會因物料的粘附而產(chǎn)生誤信號。 2. 電容式料位計(jì) 電容式料位計(jì)測量原理示意圖如圖 723所示。 其應(yīng)用非常廣泛，不僅能測不同性質(zhì)的液體，而且還能測量不同性質(zhì)的物料，如塊狀、顆粒狀、粉狀、導(dǎo)電性、非導(dǎo)電性等物料。但是由于固體摩擦力大，容易 “ 滯留 ” ，產(chǎn)生虛假料位，因此一般不使用雙層電極，而是只用一根電極棒。 圖 723 電容式料位 1金屬電容； 2測量電極； 3輔助電極； 4絕緣套 電容式料位計(jì)在測量時，物料的溫度、濕度、密度變化或摻有雜質(zhì)時，會引起介電常數(shù)變化，產(chǎn)生測量誤差。 為了消除這一介質(zhì)因素引起的測量誤差，一般將一根輔助電極始終埋入被測物料中。輔助電極與測量電極 (也稱主電極 )可以同軸，也可以不同軸。 設(shè)輔助電極長 L0，它相對于料位為零時的電容變化量 為 ： ? ?? ? 000 ln2 LdDC L??? ?? 0LC 主電極的電容變化量為 ，則有： 由于 L0是常數(shù)，因此料位變化僅與兩個電容變化量之比有關(guān)，而介質(zhì) — 因素波動所引起的電容變化對主電極與輔助電極是相同的，相比時被抵消掉，從而起到誤差補(bǔ)償作用。 xC00 LHCCLx ? 聲學(xué)法 上一節(jié)介紹過 利用超聲波在兩種密度相差較大的介質(zhì)間傳播時發(fā)生全反射的特性進(jìn)行液位測量 ，這種方法也可用于料位測量。 除此以外，還可用聲振動法進(jìn)行料位定點(diǎn)控制。圖 724為音叉式料位信號器原理圖，它是由音叉、壓電元件及電子線路等組成。音叉由壓電元件激振，以一定頻率振動，當(dāng)料位上升至觸及音叉時，音叉振幅及頻率急劇衰減甚至停振，電子線路檢測到信號變化后向報(bào)警器及控制器發(fā)出信號。 這種料位控制器靈敏度高，從密度很小的微小粉體到顆粒體一般都能測量，但不適于測量高粘度和有長纖維的物質(zhì)。 圖 724 音叉式料位控制器 光學(xué)法 光學(xué)法是一種比較古老的料位控制方法。一般只用來進(jìn)行定點(diǎn)控制，工作方式采用遮斷式 。在儲料容器一側(cè)安裝激光發(fā)射器，另一側(cè)安裝接收器，當(dāng)料位未達(dá)到控制位置時接收器能夠正常接收到光信號，而當(dāng)料位上升至控制位置時，光路被遮斷，接收器接收的信號迅速減小，電子線路檢測到信號變化后轉(zhuǎn)化成報(bào)警信號或控制信號。 與普通光相比，激光仍具有如下特點(diǎn) : 光的反射、透射、折射、干涉等特性，但它能量集中，光強(qiáng)度大，因此物位控制范圍大，目前已達(dá) 20m。 激光單色性強(qiáng)，不易受外界光線干擾，能用于強(qiáng)烈陽光及火焰照射條件下。 激光光束散射小，方向性好，定點(diǎn)控制精度高的特點(diǎn)。 光學(xué)法測量料位最怕在粉料不斷升降過程中對透光孔和接收器光敏元件的粘附和堵塞 ,因此 光學(xué)法不宜用于粘性大的物料 ，對此必需認(rèn)真對待。 微波法 圖 725 遮斷式微波料位計(jì)控制器原理框圖 圖 725為定點(diǎn)式微波料位計(jì)原理示意圖。圖中 的振蕩器為一高頻振蕩器，可用速調(diào)管、磁控管或 微波固體元件構(gòu)成。 小型的微波振器可用 體效應(yīng)管 、 微波砷化鎵金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)三極管 、 高遷移率場效應(yīng)三極管 等作發(fā)生器，產(chǎn)生的微波用波導(dǎo)管引到輻射天線而發(fā)射出去。 發(fā)射天線與接收天線有 扇形 、 角錐形 或 圓錐形 等嗽叭筒天線，可保證輻射波有良好的方向。此外還有一種介質(zhì)天線，方向性更好。 振蕩器產(chǎn)生的微波電流，饋送給安裝在料面一側(cè)的發(fā)射天線向料面發(fā)射出去，經(jīng)過料上方被接收天線接收。 當(dāng)料位較低時，定向發(fā)射的微波無衰減的直接為接收天線接收，經(jīng)前置放大器放大到適當(dāng)?shù)碾娖胶箴佀偷诫娮臃糯笃鳎?jīng)檢波、放大后，與定電壓比較，發(fā)出正常工作的信號，表示料位沒有超過規(guī)定高度。 這時接收器由天線收到的功率為 ： 式中 ： —— 微波發(fā)射與接收天線的增益； —— 微波的波長； —— 發(fā)射與接收天線的距離； —— 饋送給發(fā)射天線的功率。 riio GGPdP24 ?????????iG rG? diP 當(dāng)料位升高到遮斷微波束時，微波一部分被物料反射回去，一部分被物料吸收。接收到的微波功率 為 式中 為衰減系數(shù)，決定于物料的電磁性能、顆粒大小、堆積形狀及含水量等。 此時微波被接收后經(jīng)放大并在電壓比較電路與定電壓進(jìn)行比較，其電位低于定電壓，使儀表發(fā)出料位高的信號。 這種定點(diǎn)式微波物位計(jì)很適合于物位測量的上、下限報(bào)警用。 rP0PP r ??? 相界面的檢測 相界面的檢測包括 液 液相界面 、 液 固相界面的檢測 。 液 液相界面檢測 與液位檢測相似，因此各種液位檢測方法及儀表 (如壓力式液位計(jì)、浮力式液位計(jì)、反射式激光液位計(jì)等等 )都可用來進(jìn)行液 液相界面的檢測。 液 固相界面檢測 與料位檢測相似，因此重錘探測式、吊錐式、稱重式、遮斷式激光料位計(jì)或料位信號器也同樣可用于液 固相界面的檢測控制。 此外，電阻式物位計(jì)、電容式物位計(jì)、超聲波物位計(jì)、核幅射式物位計(jì)等均可用來檢測液 液相界面 和 液 固相界面 。 進(jìn)行相界面的檢測必須了解被測介質(zhì)的物理性質(zhì)的差別，才能正確選擇合適的測量方法。 例如，若選用電阻式 (或稱電極式 )物位計(jì)檢測時，應(yīng)當(dāng)明確對被測介質(zhì)的要求，即位于容器下部密度較大的一相導(dǎo)電而浮于上面密度較小的一相不導(dǎo)電，如此等等。