【正文】 為 。 12 吹氣式液位計 優(yōu)點：由于檢測點移至頂部，其維修均很方便。 浮力式物位檢測儀表 浮子式液位計 （ 1）是一種恒浮力式液位計。即檢測浮子所在位置可知液面高低。下面以圓柱形為例來作分析。 （ 2）基本原理：利用浮筒被液體浸沒高度不同引起的浮力變化來檢測液位。 ln(D/d)H 一定條件下， ln(D/d)為常數(shù)，則 與 H成正比，測量電容變化量即可得物位。 （ 3）常見的電容檢測方法有交流電橋法、充放電法、諧振電路法。 13 （ 4）特點：電容式物位計一般不受真空、壓力、溫度等環(huán)境條件的影響；安裝方便，結(jié)構(gòu)牢固，易維修；價格較低。 超聲式物位計 （ 1）原理： 利用聲波的某些特性制成。 （ 2）應(yīng)用范圍：液位、物位。 （ 4）缺點 :在檢測中易受介質(zhì)的溫度、成分等變化的影響。核輻射式物位計是利用核輻射線在穿透物質(zhì)是將被衰減的現(xiàn)象來確定物位。） （ 2）組成：射線源、防護容器、射線檢測器、電 子轉(zhuǎn)換和指示電路。其放射性安全防護措施需按有關(guān)規(guī)范操作。 （ 2）特點：簡單、可靠、使用方便，適用范圍廣。（ 2）直讀式：直接是用與被測容器連通的玻璃管來顯示容器內(nèi)的物位高度，或在 容器上開有窗口直接觀察物位高度。（ 4）電氣式：將物位的變化轉(zhuǎn)換為某些電量參數(shù)的變化而進行間接測量。（ 6）光學(xué)式：利用物位對光波的遮斷和反射原理進行測量。 72 對于開口容器和密封壓力容器用差壓式液位計測量時有何不同？影響液位計測量精度的因素有哪些？ 對于開口容器，在容器底部或側(cè)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(yīng)的液位靜壓。差壓式的正壓側(cè)與容器底部相通，負(fù)壓側(cè)連接容器上部的空間。 因素：液位計本身的精度、以及液位的溫度對其密度的影響、物料本身性質(zhì)如溫度、粘度、液面的穩(wěn)定、料面是否規(guī)則。 （ 2）如何實現(xiàn)：對感壓原件預(yù)加 一個作用力，將儀表的零點遷移到與液位零點相重合，即實現(xiàn)零點遷移。恒浮力式是靠浮子隨液面升降的位移反映液位變化的；而變浮力式則是靠液面升降對物體浮力改變反映液位的變化。 設(shè)浮筒的重力為 G，浮力為 W，則懸掛點所受重力 F=GW， 又知浮力 W 為 故 ： 4 式中， D 為浮筒的直徑 5； 為被測液體的密度； H為浮筒浸入液體部分的高度。為了提高靈敏度，應(yīng)使 H前的系數(shù)盡可能大，所以浮筒的直徑 D 也是越大越有利。關(guān)于浮筒的質(zhì)量選取依據(jù)零點消失原則進行。 由于測量對象性質(zhì)的不同，在測量方法的選 取上也有所不同。故在測量方法和測量儀表的選取上，料位相對于液位有一定的局限性。（ 2）超聲式：利用回聲測距原理，由發(fā)射探頭發(fā)出的超聲脈沖，在介質(zhì)中傳到界面反射再返回到操頭接受。 8 機械量檢測 機械量包括長度、位移、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、力、力矩、振動等。如：表 81 模擬式位移檢測 方法有：電容式位移檢測、電感式位移檢測、差動變壓器位移檢測、光纖位移檢測、光學(xué)數(shù)字式位移檢測（光柵標(biāo)尺、 CCD 圖像傳感元件） 電容式位移檢測（ ） d 變極距法（變 d） 變面積法（變 S） 在兩個固定極板之間設(shè)置可動極板（變 ε） 電感式位移檢測方法 電感式位移傳感器分自感式和互感式。 差動變壓器位移檢查方法（是互感式位移檢測方法） P106 光纖位移檢測方法（利用光纖檢測位移的一種方法） 隨著被檢測物體的位移變化，重疊部分的光強發(fā)生變化，根據(jù)光強信號檢測位移。 光柵標(biāo)尺 （ P107） CCD 圖像傳感元件（ P109） 轉(zhuǎn)速檢測（重要指數(shù)：兩顆星） 方法：離心力檢測法，光電碼盤轉(zhuǎn)速檢測法，空間濾波器式檢測法。精確度：上下 1% （核心思想：離心力 ——彈簧力 ——套筒升降 ——齒輪帶指針轉(zhuǎn)動 ——讀數(shù)） 光電碼檢測法：將對轉(zhuǎn)速的測量轉(zhuǎn)化為脈沖序列，統(tǒng)計單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，通過脈沖個數(shù)測量轉(zhuǎn)角即得到轉(zhuǎn)速。 力檢測（重要指數(shù)：兩顆半星） 本章主要檢測方法：金屬應(yīng)變元件，半導(dǎo)體應(yīng)變元件，壓電效應(yīng)，壓敏導(dǎo)電橡膠（ 1， 2相對較重要。 1 金屬應(yīng)變元件 原理：在拉伸力的作用下，金屬絲被拉長，因此截面積縮小，導(dǎo)致電阻率變化。 2 半導(dǎo)體應(yīng)變元件 16 原理：元件受力形變，應(yīng)變對元件電阻率大幅度變化，從而導(dǎo)致電阻的改變，將元件通電流，測元件兩段電壓，通過電壓的改變即可推斷力的大小。 缺點：溫度依賴性大，需要電路補償，價格高。 9 成分分析儀表 成分分析儀表是對物質(zhì)的成分及性質(zhì)進行分析和測量的儀表。 目前，按測量原理分類，成分分析儀表有以下幾種型式： 1) 電化學(xué)式：如電導(dǎo)式（ EC），電位式，酸度計，離子濃度計等。 3) 磁學(xué)式：如磁式氧氣分析儀、核磁共振分析儀等。 5) 光學(xué)式：如紅外、紫外等吸收式光學(xué)分析儀，光散射、光干涉式光學(xué)分析儀等。 7) 色譜式：如氣相色譜儀、液相色譜儀等。 9) 其他：如半導(dǎo)體氣敏傳感器。 自動取樣裝置的作用是從生產(chǎn)設(shè)備中自動、快速的提取待分析樣品。取樣和試樣的制備必須注意避免液體試樣的 分餾作用或氣體試樣中某些組分被吸附的情況。優(yōu)點有機構(gòu)簡單、 工作穩(wěn)定、體積小。氣體的導(dǎo)熱率還與氣體的溫度有關(guān)。熱導(dǎo)池是用導(dǎo)熱良好的金屬制成的長圓柱形小室，室內(nèi)裝有一根絲的鉑或鎢電阻絲，電阻絲與腔體有良好的絕緣。熱導(dǎo)式分析儀表通常采用橋式測量電路。 （ 2）氧化鋯分析器的基本工作原理基于氧濃差電池（原電池）。濃差電池的左側(cè)為被測氣體，右側(cè)為參比 17 氣體，參比氣體一般為空氣 。C，此時靈敏度最高，工作溫度變化直接影響氧濃車電勢 E 的大小，傳感器還應(yīng)有溫度補償環(huán)節(jié)。二者氧含量差越大，儀表靈敏度越高。 （ 3）氧化鋯分析器的安裝方式有直插式和抽吸式。這類傳感器可以通過在半 導(dǎo)體材料中添加各種催化劑來改變其主要敏感對象，但卻很難消除對其他共存氣體的影響 ,并且它信號線性影響的范圍窄，一般只用于定性及半定量范圍的氣體檢測。 氣敏傳感器一般由氣敏元件、加熱器和封裝體等部分組成。 六、 工業(yè)酸度計 工業(yè)酸度計屬于電化學(xué)分析方法。一般用 pH值來表示溶液的酸堿度，定義為： 與之相應(yīng)有： pH=7 為中性溶液， pH7 為堿性溶液， pH7 為酸性溶液。測量 pH值一般使用參比電極和測量電極以及被測溶液共同組成的 pH測量電池。電池的電勢為參比電極和測量電極間電極電位的差值。K)； T 為熱力學(xué)溫度， K； F 為法拉第常數(shù)，； pHx 為被測溶液的 pH值。 (p129) （ 3）玻璃電極是使用最為廣泛的測量電極。 （ 1）濕度可用絕對濕度和相對濕度兩種方法表示：絕對濕度是指單位體積濕氣體中所含的水汽質(zhì)量數(shù)，單位為；相對濕度是單位體積濕氣體中所含的水汽質(zhì)量與相同條件下飽和水汽質(zhì)量之比，用百分?jǐn)?shù)表示。對濕度傳感器的要求：工作可靠，使用壽命長，有較快的響應(yīng)速度，受溫度影響小，互換性好，制造簡單，價格便宜。它由兩支溫度計組成，一支溫度計用來直接測量空氣的溫度，稱為干球溫度計；另外一支溫度計在感溫部分包有被水浸濕的棉紗吸水套，并經(jīng)常保持濕潤，稱為濕球溫度計。 陶瓷濕敏傳感器 陶瓷材料化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫，便于用加熱法去除油污。陶瓷傳感 器的感濕機理一般是利用陶瓷燒結(jié)體微結(jié)晶表面對水分子進行吸濕或脫濕，使電極間的電阻值隨相對濕度而變化。這類元件的特點是體積小，測溫范圍寬，可用于高溫，最高可達 600℃ ，能用電加熱反復(fù)清洗，響應(yīng)速度快，長期穩(wěn)定性好。采樣裝置的作用是從生產(chǎn)設(shè)備中自動、快速的提取待分析樣品；預(yù)處理裝置 可采用多種方式對采集的樣品進行適當(dāng)?shù)奶幚?，為分析儀器提供符合技術(shù)要求的試樣。 要求：實際測量中，要求混合氣體中背景組分的導(dǎo)熱率必須近似相等，并與被測組分的導(dǎo)熱率有明顯的差別，對于不能滿足這一要求的氣體可采用預(yù)處理的方法。它是利用不同氣體對不同波長的紅外線具有選擇性吸收的特性來 進行分析的。 94 氧化鋯分析器的基本工作原理基于氧濃差電池。條件要求為：工作溫度要恒定，傳感器要有溫度調(diào)節(jié)控制的環(huán)節(jié)；必須要有參比氣體，參比氣體的氧含量穩(wěn)定不變；參比氣體與被測氣體壓力應(yīng)該相等。 9半導(dǎo)體氣敏傳感器有哪幾種類型？ 半導(dǎo)體氣敏傳感器的類型按照半導(dǎo)體的物位變化特點，可分為電阻型和非電阻性兩 類。 97 直接電位法測量溶液酸度就是用 pH測量電池進行測量，測量電極插入溶液中會與溶液產(chǎn)生電極電勢，電池的電勢為參比電極與測量電極間電極電位的差值，其大小就代表溶液中氫離子濃度，即溶液酸度。工業(yè)過程的檢測和控制對濕敏傳感器有一下要求：（ 1）工作可靠，使用壽命長；（ 2）在氣體環(huán)境中特性穩(wěn)定，不受 塵埃、油污附著的影響；（ 3）滿足要求的濕度測量范圍有較快的相應(yīng)速度； 19 （ 4）能在 30176。c 的環(huán)境溫度下使用，受溫度影響較??；（ 5）互換性好，制造簡單， 價格廉價。 思考題與習(xí)題 1 常用儀表是如何進行分類的？各有什么特點？ ① 按使用性質(zhì)分為標(biāo)