料位計種類及實際應用演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有47頁\編輯于星期六主要內(nèi)容概述電容式液位測量超聲波物位測量雷達物位測量射頻導納式料位計現(xiàn)在是2頁\一共有47頁\編輯于星期六概述在熱工檢測中，我們常把開口容器或密封容器中液體介質液面的高低稱為液位；把兩種液體介質分界面的高低稱為界面；把固體粉狀或顆料物在容器中堆積的高度稱為料位。而物位則是液位、界面和料位的總稱。什么叫物位現(xiàn)在是3頁\一共有47頁\編輯于星期六什么叫物位計

將用來檢測液位的儀表稱為液位計；把檢測分界面的儀表稱為界面計；把用來檢測固體料位的儀表稱為料位計，它們統(tǒng)稱為物位計。概述現(xiàn)在是4頁\一共有47頁\編輯于星期六物位檢測的目的

物位檢測為保證生產(chǎn)過程的正常運行，如調節(jié)物料平衡、掌握物料消耗數(shù)量、確產(chǎn)品產(chǎn)量等提供可靠依據(jù)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化過程監(jiān)測中物位檢測占有重要的地位。概述現(xiàn)在是5頁\一共有47頁\編輯于星期六液位測量的工藝特點液面是一個規(guī)則的表面，但當物料流進、流出時，會有波浪，或者在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)沸騰或起泡沫的現(xiàn)象。大型容器中常會出現(xiàn)液體各處溫度、密度和粘度等物理量不均勻的現(xiàn)象。容器中常會有高溫、高壓，或液體粘度很大，或含有大量雜質、懸浮物等。概述現(xiàn)在是6頁\一共有47頁\編輯于星期六物料自然堆積時，有堆積傾斜角，因此料面是不平的,難以確定料位高度。物料進出時，又存在著滯留區(qū)（由于容器結構而使不易流動的死角處，叫做滯留區(qū)），影響到物位最低位置的測準。儲倉或料斗中，物料內(nèi)部可能存在大的孔隙，或粉料之中存在小的間隙，前者影響料位測量的工藝特點概述現(xiàn)在是7頁\一共有47頁\編輯于星期六界位測量中最常見的問題

是界面位置不明顯，渾濁段的存在也影響測準。

對物料儲量的計算，而后者則在振動或力、濕度變化時物位也隨之變化。概述現(xiàn)在是8頁\一共有47頁\編輯于星期六物位測量儀表的分類按其工作原理可分為以下幾種：概述電容式：物位測量儀表超聲波：式物位測量儀表雷達波：式物位測量儀表射頻導納：料位測量儀表現(xiàn)在是9頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計電容物位計：將物位的變化轉換成電容量的變化來進行物位測量的儀表。組成：傳感器、電容檢測兩大部分。電容式物位計適用于各種導電、非導電液體的液位或粉狀料位的遠距離連續(xù)測量和指示，也可以和電動單元組合儀表配套使用，以實現(xiàn)液位或料位的自動記錄、控制和調節(jié)。由于它的結構簡單，沒有可動部分，因此應用范圍較廣。現(xiàn)在是10頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計結構：

兩個同軸圓筒電極組成的電容器。導電介質用電容式物位計當液位高度為0時，傳感器電容量C0為現(xiàn)在是11頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計導電介質用電容式物位計原理：基于圓筒形電容器的電容值隨物位而變化。當液位變化，園筒形電極一部份被物料浸沒，浸沒深度H，

極板間存在兩種介質的介電常數(shù)ε1(原設有中間介質介電常數(shù))、ε2(被測物料的介電常數(shù)),將引起電容量的變化CH?，F(xiàn)在是12頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計導電介質用電容式物位計現(xiàn)在是13頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計導電介質用電容式物位計液位由0增加到H，傳感器電容變化量△C為：D0>>D，且ε＞ε0′現(xiàn)在是14頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計導電介質用電容式物位計實現(xiàn)形式：①測量導電液體液位時：等效電路如圖。c11c12c2現(xiàn)在是15頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計導電介質用電容式物位計實現(xiàn)形式：②測量導電液體液位時：等效電路如圖。c11c12c2現(xiàn)在是16頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計檢測電路：電容式物位計主要由電極（敏感元件）和電容檢測電路組成，由于電容變化量小，因此準確檢測電容量是物位檢測的關鍵。常見的電容檢測方法有交流電橋法、充放電法、諧振電路法?？梢暂敵鰳藴孰娏餍盘?，實現(xiàn)遠距離傳送。注意：電容量的檢測一般須用交流電源，電源頻率高，有利于比較容抗間的差別，但若頻率過高，寄生電容影響大，反而不利于檢測。以單臂橋式電路為例：導電介質用電容式物位計現(xiàn)在是17頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計導電介質用電容式物位計檢測電路：如圖：現(xiàn)在是18頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計導電介質用電容式物位計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，結構牢固，易維修；價格較低。但是不適合于以下介質：如介質的介電常數(shù)隨溫度等影響而變化、介質在電極上有沉積或附著、介質中有氣泡產(chǎn)生等情況。現(xiàn)在是19頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計非導電介質用電容式物位計若被測介質是粘性非導電液體，其測量結果也會受到虛假液位的影響，但一般很小，可以忽略?，F(xiàn)在是20頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計固體物料用電容式物位計因為固體摩擦較大，容易“滯留”，所以一般不用雙層式電極。對于非導電固體料位，可采用以電極棒和容器壁為兩電極、以被測物料作為電介質的電容器來測量。如果容器為圓筒形，電容變化量為

對于像鋼筋水泥料倉的料位測量，用鋼絲繩及倉庫鋼筋作為容器的兩極，以測量非導電物料的料位。鋼絲繩對地及鋼筋用絕緣材料加以絕緣?，F(xiàn)在是21頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計固體物料用電容式物位計在使用時主要應注意以下幾點：電極必須垂直安裝，安裝前要校直。注意不要把電極安裝在管口、孔、凹坑等里面，以防止介質停留而造成誤動作。儀表的同軸電纜芯線不允許進水，必須嚴格予以注意。同軸電纜不許切斷或加長，因為在校驗中已計入初始電容量，否則將影響零點和整個線性。當被測介質改變后，需重新調整儀表。當周圍溫度與調整時的溫度偏離過大時，則必須重新調整儀表?，F(xiàn)在是22頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計射頻導納液位計(去除掛料影響的電容式液位傳感器)現(xiàn)在是23頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計射頻導納液位計掛料的等效阻抗為：通過分析傳輸電流的波動方程，得（射頻導納定理）：現(xiàn)在是24頁\一共有47頁\編輯于星期六電容式物位計射頻導納液位計當：進行測量?，F(xiàn)在是25頁\一共有47頁\編輯于星期六超聲波物位測量測量原理聲波遇到兩相界面時會發(fā)生反射高出最高液位單探頭氣介式氣介聲速測量盲區(qū)約1m基本測量方法現(xiàn)在是26頁\一共有47頁\編輯于星期六超聲波物位測量測量方法設置聲速校正具方法聲波在介質中的傳播速度與介質的密度有關，而密度是溫度和壓力的函數(shù)

v——ρ——（P,T）eg.空氣

V0℃=331m/s；V100℃=387m/s現(xiàn)在是27頁\一共有47頁\編輯于星期六現(xiàn)在是28頁\一共有47頁\編輯于星期六帶有聲速校正桿的超聲波液位計tt0hh0超聲波物位測量現(xiàn)在是29頁\一共有47頁\編輯于星期六測量原理發(fā)射接收高頻電磁波，原理類似于超聲液位計。電磁波，波速與空氣溫度、濕度等無關。雷達液位計導波雷達液位計雷達物位測量現(xiàn)在是30頁\一共有47頁\編輯于星期六德國E+HFMR230雷達液位計用于液體、顆粒及漿料物位的連續(xù)非接觸測量。測量不受介質變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽的影響；喇叭式天線，頻率6GHz；量程20m，精度±3mm；兩線制，HART協(xié)議；現(xiàn)在是31頁\一共有47頁\編輯于星期六西門子SITRANSLR400雷達液位計適于測量高粉塵固體物料和低介電常數(shù)液體物位。連續(xù)波調頻工作方式；工作頻率24GHz；量程50m，精度±60mm；兩線制，HART協(xié)議；現(xiàn)場本安型的紅外手持編程器對儀表進行編程?，F(xiàn)在是32頁\一共有47頁\編輯于星期六德國科隆(KROHNE)BM70P雷達液位計液體和液化氣的液位測量。工作頻率8.9－9.9GHz；量程35m；精度:1~10m時，±1mm>10m時，±0.01%示值誤差具有改進信噪比的微波窗，高靈敏性，動態(tài)響應達140dB?，F(xiàn)在是33頁\一共有47頁\編輯于星期六計數(shù)法測時若計數(shù)時鐘頻率為f，從發(fā)射脈沖瞬間觸發(fā)計數(shù)到接收脈沖瞬間停止計數(shù)，共有N個計數(shù)脈沖，則傳播時間t為現(xiàn)在是34頁\一共有47頁\編輯于星期六由得其中Δt－計數(shù)脈沖周期 f－計數(shù)脈沖頻率

ΔH－液位分辨率電磁波速度（即光速）m/s，ΔH＝1.5mm

計數(shù)脈沖頻率為而當前集成電路的運算速度為幾十MHz，相差幾個數(shù)量級，必須另尋出路！現(xiàn)在是35頁\一共有47頁\編輯于星期六等效時間采樣法測時被測信號是周期為T的周期性信號，采樣周期為T+Δt，每周期只采一個瞬時值，等效采樣周期為Δt。周期性重復的高頻信號均可采用此方法，降低采樣頻率。原理現(xiàn)在是36頁\一共有47頁\編輯于星期六等效時間采樣法在時間量檢測中的應用Δt（最小分辨時間）為發(fā)射與采樣信號周期差值，又稱等效采樣周期，只要滿足兩信號周期之差為Δt<10ps?，F(xiàn)在是37頁\一共有47頁\編輯于星期六舉例：發(fā)射時鐘采樣時鐘相應的，前已述，分辨ΔH=1.5mm液位，等效采樣周期Δt<10ps故，若實測距離hD＝6.182m第n個采樣脈沖可測到反射波，求n？現(xiàn)在是38頁\一共有47頁\編輯于星期六若取n=4294，則發(fā)射接收4294次完成測量，用計數(shù)器計數(shù)n，即可測出tD，進而求出hD?，F(xiàn)在是39頁\一共有47頁\編輯于星期六需時現(xiàn)在是40頁\一共有47頁\編輯于星期六驗算n=4293n=4294今測得n=23654,求h:現(xiàn)在是41頁\一共有47頁\編輯于星期六連續(xù)波調頻法調頻連續(xù)波現(xiàn)在是42頁\一共有47頁\編輯于星期六接收到的信號頻率與發(fā)出的信號頻率之差現(xiàn)在是43頁\一共有47頁\編輯于星期六時間差液位高度現(xiàn)在是44頁\一共有47頁\編輯于星期六連續(xù)波調頻法現(xiàn)在是45頁\一共有47頁\編輯于星期六射頻導納式物位計射頻導納料位計產(chǎn)品的結構分為主電極和補償電極兩部分。在主電極與補償電極間分別施加一組RF射頻信號，因而具有很好的抗粘料、掛料特性，是取代電容料位開關的新型物/液位測量產(chǎn)品。由于保護電極的存在，檢測電路將檢測電極和保護電極的信號進行比較，從而實現(xiàn)克服物料粘附對物位測量的影響。現(xiàn)在是46頁\一共有47頁\編輯于星期六射頻導納式物位計射頻導納料位計的工作原理介紹:點位射頻導納技術與電容技術的重要區(qū)別是采用了三端技術。在電路單元測量信號上引出一根線，經(jīng)同相放大器放大，其輸出與同軸電纜屏蔽層相連，然后連接到探頭的屏蔽層上