【正文】 來(lái)檢測(cè)液位高低，其所受浮力的大小一定。即檢測(cè)浮子所在位置可知液面高低。、 （ 3）浮子形狀常見(jiàn)有圓盤形、圓柱形和球形等。下面以圓柱形為例來(lái)作分析。 浮筒式液位計(jì) （ 1）是一種變浮力式液位計(jì)。 （ 2）基本原理：利用浮筒被液體浸沒(méi)高度不同引起的浮力變化來(lái)檢測(cè)液位。 其他物位檢測(cè)儀表 電容式物位計(jì) （ 1）原理：基于圓筒形電容器的電容值隨物位而變化。 ln(D/d)H 一定條件下， ln(D/d)為常數(shù)，則 與 H成正比，測(cè)量電容變化量即可得物位。 （ 2）電容式物位計(jì)可以測(cè)量液位、料位和界位，主要由測(cè)量電極和電容檢測(cè)電路組成。 （ 3）常見(jiàn)的電容檢測(cè)方法有交流電橋法、充放電法、諧振電路法?？梢暂敵鰳?biāo)準(zhǔn)電流 信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。 13 （ 4）特點(diǎn)：電容式物位計(jì)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(jià)格較低。 但是不適合于以下介質(zhì)：如介質(zhì)的介電常數(shù)隨溫度等影響而變化、介質(zhì)在電極上有沉積或附著、介質(zhì)中有氣泡產(chǎn)生等情況。 超聲式物位計(jì) （ 1）原理： 利用聲波的某些特性制成。如聲波阻斷式 —固體、液體或氣體對(duì)聲波的吸收能力不同（氣體最大，固體最?。山邮盏某暡芍矬w是否達(dá)到預(yù)定位置，可實(shí)現(xiàn)報(bào)警或定位檢測(cè)。 （ 2）應(yīng)用范圍：液位、物位。（對(duì)環(huán) 境的適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)用廣泛） p101 （ 3）特點(diǎn)：無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，安裝維修方便；超聲換能器壽命長(zhǎng)；可以實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，適合于有毒、高粘度及密閉容器物位的測(cè)量；對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。 （ 4）缺點(diǎn) :在檢測(cè)中易受介質(zhì)的溫度、成分等變化的影響。 核輻射式物位計(jì) （ 1）原理 。核輻射式物位計(jì)是利用核輻射線在穿透物質(zhì)是將被衰減的現(xiàn)象來(lái)確定物位。（ 射線在穿透物質(zhì)時(shí)，它的強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度指數(shù)降低，只要測(cè)出通過(guò)物質(zhì)前后的輻射強(qiáng)度，就可知厚度物位。） （ 2）組成：射線源、防護(hù)容器、射線檢測(cè)器、電 子轉(zhuǎn)換和指示電路。 （ 3）檢測(cè)方式：有固定安裝式和隨動(dòng)式兩種 （ 4）特點(diǎn) ：具有非接觸式測(cè)量的特點(diǎn)，可用于高溫高壓、真空密閉等各種容器中液體或固體物料的物位測(cè)量；可適應(yīng)腐蝕、有毒、高粘度、爆炸性等各種困難介質(zhì)和高溫、高濕、多粉塵、強(qiáng)干擾等惡劣的工作條件。其放射性安全防護(hù)措施需按有關(guān)規(guī)范操作。 物位開(kāi)關(guān) （ 1）用于定點(diǎn)測(cè)量，檢測(cè)物位是否達(dá)到預(yù)定的高度，并發(fā)出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。 （ 2）特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、可靠、使用方便，適用范圍廣。 影響物位測(cè)量的因素 一、液位測(cè)量的特點(diǎn) （ 1）液面 波動(dòng)（物料流進(jìn)流出、沸騰或泡沫） （ 2）大型容器中各處物理量（溫度、密度和粘度）分布不均 （ 3）液體處于特殊狀態(tài)中（高溫、高壓、高粘度、含大量雜質(zhì)） 二、料位測(cè)量的特點(diǎn) （ 1）料面不規(guī)則 （ 2）物料排出后有滯留區(qū) （ 3）物料間空隙不穩(wěn)定 三、界位測(cè)量的特點(diǎn) 存在渾濁段 課后習(xí)題 71 常用液位測(cè)量方法有哪些？ （ 1）壓力式液位計(jì)：根據(jù)靜止介質(zhì)的某一點(diǎn)所受壓力與此點(diǎn)上方的介質(zhì)高度成正比，利用壓力表來(lái)顯示其高度。（ 2）直讀式：直接是用與被測(cè)容器連通的玻璃管來(lái)顯示容器內(nèi)的物位高度，或在 容器上開(kāi)有窗口直接觀察物位高度。（ 3）浮力式：利用漂浮在液面上的浮子的位置隨液位的變化來(lái)測(cè)量定位。（ 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(jìn)行間接測(cè)量。（ 5）聲波式：由于物位的變化引起的聲波的遮斷。（ 6）光學(xué)式：利用物位對(duì)光波的遮斷和反射原理進(jìn)行測(cè)量。（ 7）核輻射式：放射性同位素放出的射線被中間介質(zhì)吸收 14 而減弱。 72 對(duì)于開(kāi)口容器和密封壓力容器用差壓式液位計(jì)測(cè)量時(shí)有何不同？影響液位計(jì)測(cè)量精度的因素有哪些？ 對(duì)于開(kāi)口容器，在容器底部或側(cè)面液位零點(diǎn)處引出壓力信號(hào)，儀表指示的表 壓力即反映相應(yīng)的液位靜壓。對(duì)于密封壓力容器，可用差壓計(jì)測(cè)量液位。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?？汕笠何桓叨?。 因素：液位計(jì)本身的精度、以及液位的溫度對(duì)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。 73 利用差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，為什么要進(jìn)行零點(diǎn)遷移？如何實(shí)現(xiàn)遷移？ （ 1）進(jìn)行零點(diǎn)遷移的原因：由于測(cè)壓儀表的安裝位置一般不能和被測(cè)容器的最低液位處在同一高度上，因此，在測(cè)量液位是，儀表的量程范圍內(nèi)會(huì)有一個(gè)不變的附加值。 （ 2）如何實(shí)現(xiàn)：對(duì)感壓原件預(yù)加 一個(gè)作用力，將儀表的零點(diǎn)遷移到與液位零點(diǎn)相重合，即實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)遷移。 74 恒浮力式液位 計(jì)與變浮力式液位計(jì)的測(cè)量原理有什么異同點(diǎn)？在選擇浮筒式液位計(jì)時(shí)，如何確定浮筒的尺寸和重量？ 恒浮力式液位計(jì)和變浮力式液位計(jì)都屬于浮力式物位檢測(cè)儀表，都是基于力的平衡原理，利用液體浮力進(jìn)行液位的測(cè)量。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(duì)物體浮力改變反映液位的變化。 在選擇浮筒式液位計(jì)時(shí)，要依據(jù)其測(cè)量原理選擇浮筒的尺寸和質(zhì)量。 設(shè)浮筒的重力為 G，浮力為 W，則懸掛點(diǎn)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(cè)液體的密度； H為浮筒浸入液體部分的高度。因此浮筒所受重力 F 與液位 H呈線性關(guān)系，液位越高，力越小。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。而且，為了有較大的量程，浮筒的長(zhǎng)度 L也要盡可能大。關(guān)于浮筒的質(zhì)量選取依據(jù)零點(diǎn)消失原則進(jìn)行。 75 物料的料位測(cè)量與液位測(cè)量有什么不同的特點(diǎn)？ 從概念上說(shuō)，物料的料位是指設(shè)備和容器中所儲(chǔ)存的塊狀、顆?；蚍勰罟腆w物料的堆積高度，其是針對(duì)固體進(jìn)行測(cè)量；而液位是指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低，其是針對(duì)液體的測(cè)量。 由于測(cè)量對(duì)象性質(zhì)的不同，在測(cè)量方法的選 取上也有所不同。一般所有的物質(zhì)檢測(cè)方法和物位檢測(cè)儀表都可以進(jìn)行液位的測(cè)量，而只有機(jī)械接觸式、電氣式、超聲式、核輻射式等適用于料位測(cè)量。故在測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x表的選取上，料位相對(duì)于液位有一定的局限性。 76 電容式物位計(jì)、超聲式物位計(jì)、核輻射式物位計(jì)的工作原理，各有何特點(diǎn)？ （ 1）電容式：基于圓筒形電容器的電容值隨物位而變化。（ 2）超聲式：利用回聲測(cè)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。（ 3）核輻射 式：以核輻射式 的穿透性和物質(zhì)對(duì)射線的吸收特點(diǎn)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)證明，射線等穿透物質(zhì)后，其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)律衰減。 8 機(jī)械量檢測(cè) 機(jī)械量包括長(zhǎng)度、位移、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、力、力矩、振動(dòng)等。其中直線位移是機(jī)械量基本的參數(shù)。如：表 81 模擬式位移檢測(cè) 方法有：電容式位移檢測(cè)、電感式位移檢測(cè)、差動(dòng)變壓器位移檢測(cè)、光纖位移檢測(cè)、光學(xué)數(shù)字式位移檢測(cè)（光柵標(biāo)尺、 CCD 圖像傳感元件） 電容式位移檢測(cè)（ ） d 變極距法（變 d） 變面積法（變 S） 在兩個(gè)固定極板之間設(shè)置可動(dòng)極板（變 ε） 電感式位移檢測(cè)方法 電感式位移傳感器分自感式和互感式。 電感式位移檢測(cè)與電容式位移檢測(cè)都是與被檢測(cè)對(duì)象非機(jī)械接觸的檢測(cè)方法。 差動(dòng)變壓器位移檢查方法（是互感式位移檢測(cè)方法） P106 光纖位移檢測(cè)方法（利用光纖檢測(cè)位移的一種方法） 隨著被檢測(cè)物體的位移變化，重疊部分的光強(qiáng)發(fā)生變化，根據(jù)光強(qiáng)信號(hào)檢測(cè)位移。 光學(xué)數(shù)字式位移檢測(cè) —（光柵尺） 數(shù)字式位移檢測(cè)室利用柵格編碼器將長(zhǎng)度或角度的變化直接轉(zhuǎn)換為脈沖個(gè)數(shù)或二進(jìn)制符號(hào)的方法，如光柵標(biāo)尺、容柵標(biāo)尺等。 光柵標(biāo)尺 （ P107） CCD 圖像傳感元件（ P109） 轉(zhuǎn)速檢測(cè)（重要指數(shù)：兩顆星） 方法：離心力檢測(cè)法，光電碼盤轉(zhuǎn)速檢測(cè)法，空間濾波器式檢測(cè)法。 離心力檢測(cè)法原理：質(zhì)量 m 的重物旋轉(zhuǎn)時(shí)受到離心力 遠(yuǎn)離主軸，這將克服彈簧力向上拉套筒，套筒升降通過(guò)齒輪帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而直接讀數(shù)。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(dòng) ——讀數(shù)） 光電碼檢測(cè)法：將對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量轉(zhuǎn)化為脈沖序列，統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，通過(guò)脈沖個(gè)數(shù)測(cè)量轉(zhuǎn)角即得到轉(zhuǎn)速。 空間濾波器式檢測(cè)法特點(diǎn)：不需 要在旋轉(zhuǎn)物體上或周圍做任何記號(hào)，多用于檢測(cè)不規(guī)則物體的移動(dòng)速度。 力檢測(cè)（重要指數(shù)：兩顆半星） 本章主要檢測(cè)方法：金屬應(yīng)變?cè)?，半?dǎo)體應(yīng)變?cè)?，壓電效?yīng)，壓敏導(dǎo)電橡膠（ 1， 2相對(duì)較重要。） 力檢測(cè)主要原理基礎(chǔ)：彈性元件受力作用時(shí)將發(fā)生彈性形變，彈性體變形導(dǎo)致電阻值變化，電阻通電轉(zhuǎn)化為電壓，測(cè)電壓即可求得對(duì)應(yīng)力的大小。 1 金屬應(yīng)變?cè)? 原理：在拉伸力的作用下，金屬絲被拉長(zhǎng)，因此截面積縮小，導(dǎo)致電阻率變化。 注：給金屬絲通電流，測(cè)電壓即可測(cè)得電阻，對(duì)應(yīng)即可知道應(yīng)力。 2 半導(dǎo)體應(yīng)變?cè)? 16 原理：元件受力形變，應(yīng)變對(duì)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(cè)元件兩段電壓，通過(guò)電壓的改變即可推斷力的大小。 優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)靈敏，體積小，廣泛用在