第6章物位测量物位检测的主要方法

常见的物位检测方法及物位计物位检测是指对容器、槽、管道等储存、输送物料的装置进行物位测量的技术方案。

物位检测在工业生产中具有重要的应用价值，可以用于液体、粉体、颗粒体的物位监测。

下面介绍几种常见的物位检测方法及物位计。

1.浮子式物位计：浮子式物位计是利用浮子浮沉的原理来测量液位的高低。

它的工作原理是根据浮子在浮物中的浮力变化来判断物位的高低。

当液位变化时，浮子也会随之上下浮动，通过连杆装置将浮子的位置变化转化为指示装置的运动，从而获得物位信息。

2.压力式物位计：压力式物位计利用液体的压力变化来测量物位的高低。

当液体位于容器中时，液体的重力作用会产生一定的压力，通过测量液体对容器底部的压力，从而得到物位的高度。

压力式物位计通常使用差压变送器来测量液体压力的变化。

3.毛细管测量法：毛细管测量法是利用毛细管现象来测量液体的高度。

当一根细长的管子插入液体中时，液体会上升到管子内部，管内液体的高度与液体的物位高度成正比。

通过测量管内液体的高度，可以得到物位的高低。

4.电容式物位计：电容式物位计利用液体与电介质之间的电容变化来测量物位的高低。

当液体的高度发生变化时，液体与电容传感器之间的电容也会发生变化，通过测量电容的差异，可以获得物位的高度。

5.超声波物位计：超声波物位计是利用超声波的传播速度和回波时间来测量物位的高度。

超声波发送器将超声波信号发射到液体表面，当超声波信号碰到液面时会发生反射，接收器接收到反射的超声波信号后，利用信号的传播时间来计算物位的高度。

6.雷达物位计：雷达物位计是利用雷达波的传播时间来测量物位的高度。

雷达物位计向液体表面发射雷达波信号，当雷达波信号碰到液面时会反射回来，接收器接收到反射的雷达波信号后，利用信号的传播时间来计算物位的高度。

以上是常见的几种物位检测方法及物位计。

每种方法都有其适用的场景和优缺点，选择适合的物位检测方法需要综合考虑物料的性质、储存容器的结构、工艺要求等因素。

物位检测工作原理和方法物位检测是指通过一定的原理和方法，准确测量和确定容器、槽、管道等储存装置中物料的高度或液位，以监控和控制物料的运输、存储和生产过程。

它在工业生产和过程控制中起到了至关重要的作用。

本文将介绍物位检测的工作原理和常用方法。

一、物位检测的工作原理物位检测的工作原理主要包括以下几种：1. 压力原理：此原理适用于液体或气体的物位检测。

通过测量容器底部或其他位置的压力变化来判断物料的高度。

当物料的高度增加时，底部的压力也会相应增加。

基于这个原理，常见的物位检测方法包括差压法、浮子法和静压法。

2. 音频原理：此原理适用于散装物料的物位检测。

通过发送超声波或雷达信号，并测量信号的反射时间来计算物料的高度。

超声波或雷达信号在物料与容器间反射，其往返时间与物料的高度成正比。

这种物位检测方法在实时性和准确性方面具有优势。

3. 电容原理：此原理适用于液体和散装物料的物位检测。

利用物料和容器之间的电容变化来测量物料的高度。

当物料的高度增加时，其与容器壁之间的电容值也会相应增加。

4. 微波原理：此原理适用于液体和散装物料的物位检测。

通过发射微波信号，测量其传播时间和相位变化，从而确定物料的高度。

微波信号在物料和容器之间传播，并被物料吸收、反射或透射。

根据信号的变化，可以准确测量物位。

二、物位检测的常用方法根据不同的工作原理，物位检测的常用方法主要有以下几种：1. 差压法：通过测量容器底部与顶部或容器内外的压力差，来确定物料的物位。

差压法适用于液体和气体的物位检测。

它的优点是测量范围广，且不受物料性质的影响。

2. 浮子法：利用浮子的上浮或下沉来判断物料的高度。

浮子通常与指示器相连，通过浮子的运动来显示物料的物位。

浮子法适用于液体的物位检测，特别是在恶劣的工作环境下，如高温、高压等。

3. 静压法：通过测量容器底部的静水压力，来判断和计算物料的高度。

静压法适用于液体的物位检测，其优点是测量范围广，且不受物料性质的影响。

（1）841 自动控制原理一、考试形式与试卷结构1、试卷满分及考试时间试卷满分为150分，考试时间为180分钟2、考试方式考试方式为闭卷、笔试3、试卷的题型结构选择填空题，分析计算题，综合设计题二、考察的知识及范围第一章自动控制系统导论内容：（1）自动控制系统的一般性概念和基本工作原理；（2）反馈控制系统的基本组成、分类及对控制系统的基本要求；（3）《自动控制原理》课程研究的主要内容及其发展现状。

重点掌握：自动控制系统的一般性概念和基本工作原理；反馈控制系统的基本组成、分类及对控制系统的基本要求第二章控制系统的数学模型内容：（1）复数和复变函数的基本概念，拉普拉斯变换和拉普拉斯反变换；（2）控制系统研究中几种主要数学模型：微分方程、传递函数和频率特性的内在联系；（3）典型环节的数学模型；（4）常见电气系统和一般机械系统的数学建模；（5）方块图的化简法则；（6）利用梅逊公式求取系统的传递函数。

重点掌握：传递函数的概念、结构图的建立与等效变换、梅逊公式第三章自动控制系统的时域分析内容：（1）系统阶跃响应性能指标；（2）一阶、二阶系统阶跃响应的特点及一阶、二阶系统动态性能；（3）高阶系统动态性能（4）线性系统稳定的充要条件；（5）利用劳斯判剧判别系统的稳定性；（6）稳态误差的定义；（7）稳态误差系数的求取及减小或消除系统稳态误差的方法；重点掌握：稳定性、稳态误差、系统阶跃响应的特点及动态性能与系统参数间的关系等有关概念，有关的计算方法。

第四章根轨迹法内容：（1）根轨迹的定义、幅值和相角条件；（2）根轨迹的绘制法则；（3）利用根轨迹分析系统的特性。

重点掌握：根轨迹的绘制方法，利用根轨迹分析系统的特性。

第五章线性系统的频域分析法内容：（1）频率特性的定义、求法及性质；（2）线性系统极坐标图画法；Nyquist图稳定判据的应用；（3）线性系统伯德图的画法；最小相位系统的定义及性质；（4）利用Bode图求取系统稳态误差；增益裕量和相位裕量的定义、物理意义和求取；重点掌握：正确理解频率响应、频率特性的概念及特点，明确频率特性的物理意义；熟练掌握运用奈奎斯特稳定判据和对数频率判据判定系统稳定性的方法；熟练掌握计算稳定裕度的方法。

物位检测物位是指容器（开口或密闭）中液体介质液面的高低（称为液位）两种固体介质的分界面的高低（称为界面）和固体块、散粒状的物质的堆积高度（称为料位）。

用来检测液位的仪表称液位计，检测分界面的仪表称界面针，检测固体料位的仪表称料位计，它们统称为物位计。

物位检测在现代工业生产过程中具有重要地位。

通过物位检测可以确定容器中被测介质的储存量，以保证生产过程物料平衡。

例如：火力发电厂锅粮汽包水位，若水位过高，将造成蒸汽带水，它不仅会加重管道和汽轮机积垢，降低压力和效率，而且严重时高速水滴会打坏汽轮机叶片，造成严重事故。

水位过低对水循环不利，有可能使水冷壁管局部过热甚至爆炸。

因此，必须对汽包水位进行准确的检测，并把它们控制在一定的范围之内，还有高加水位……物位检测的主要分类和方法在工业生产中，物位的检测对象有液位，也有料位等。

有几十米高的大容器，也有几毫米的微型容器，介质的物性更是千差万别。

（水、油、重油、粉煤、煤块等）因此物位检测方法很多，以适应各种不同的检测要求。

常见的也是最直观的物位检测是直读式方法：云母水位计、玻璃管水位计（更能作现场指示….），除此之外，目前常用的物位检测方法可分为下列几种：静压工物位检测、根据流体静力学原理、静止介质内的某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差与该点上方的介质高度成正比。

因此可利用差压来检测液位，这种方法一般应用在液位的检测。

水静利力学的基本方法：P=P0+Rh=P0+PgH(开口容器P0=大气压)浮力式物位检测，利用漂浮于液面上浮子随液面变化位或者部分浸没于液体中物质的浮力随液位而变化来检查液位。

电气式物位检测：把敏感元件做成一定开头的电极，置于被测介质中，则电极之间的电气参数，如电阴，电容等。

随物位的变化而变化，这种方法即可以用于液位检测，也可以用于料位检测。

声学式物位检测：利用超声波在介质中的浮播速度不同相界面之间的反射特性来检测物位，液位和料位的检测都可以用此方法。

常见的物位检测方法及物位计物位检测面临的对象不同，检测条件和检测环境也不相同，因而检测方法很多。

归纳起来大致有以下几种方法。

1、直读式。

这种方法最简单也最常见。

在生产现场经常可以发现在设备容器上开一个窗口或接旁通玻璃管液位计，用于直接观察液位的高低。

该方法准确可靠，但只能就地显示，容器压力不能太高。

2、静压式。

根据流体静力学原理，静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差同该点上方的介质高度成正比。

因此可通过压差来测量液体的液位高度。

基于这种方法的液位计有差压式、吹气式等。

3、浮子式。

该方法指利用浮子高度随液位变化而变化，或液体对沉浸于液体中的沉筒的浮子随液位高度而变化的原理而工作。

前者称恒浮力法，后者称变浮力法。

基于这种方法的液位计有浮子式、浮筒式、磁翻转式等。

4、机械接触式。

该方法指通过测量物位探头与物料面接触时的机械力实现物位的测量。

主要有重锤式、音叉式、旋翼式等。

5、电气式。

该方法指将敏感元件置于被测介质中，当物位变化时，其电气性质如电阻、电容、磁场等会相应变化。

这种方法既适用于测量液位，又适用于测量料位。

主要有电接点式、磁致伸缩式、电容式、射频导纳等。

6、声学式。

该方法指利用超声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性来检测物位，可以检测液位和料位。

7、射线式。

放射线同位素所放出的射线穿过被测介质时会被介质吸收而减弱，吸收程度与物位有关。

8、光学式。

该方法指利用物位对光波的遮断和反射原理工作，光源有激光等。

9、微波式。

利用高频脉冲电磁波反射原理进行测量，相应地有雷达液位计、雷达物位计等。

在物位检测中，有时需要对物位进行连续测量，时刻关注物位的变化；而有时仅需要测量物位是否达到上限、下限或某个特定的位置，这种定点测量用的仪表被称为物位开关，常用来监视、报警及输出控制信号。

物位开关有浮球式、电学式、超声波式、射线式、振动式等，其工作原理与相应的物位计工作原理相同。

常见的物位检测方法及物位计物位检测是工业生产过程中的重要环节，常见的物位检测方法有浮球式物位计、压阻式物位计、超声波物位计和雷达物位计等。

下面将详细介绍这些物位检测方法及其优缺点。

1.浮球式物位计：通过浮球的浮沉来判断液位高低。

当液位上升时，浮球也随之上浮；当液位下降时，浮球也随之下沉。

利用浮球与导热系统相连，可以输出液位信号。

优点是结构简单、价格低廉、可靠性高；缺点是输出信号精度较低。

2.压阻式物位计：通过测量压阻的变化来判断物位高低。

物位计感应电极会与液位接触，电阻值随液位的改变而改变；通过测量电阻值的变化，可以获得液位信号。

优点是适用于多种液体、测量范围广；缺点是对液体介电常数要求较高。

3.超声波物位计：利用超声波的传播速度差来测量物位高低。

物位计发射超声波，当超声波遇到液体时，一部分声波被液体吸收，一部分声波被液体反射回来。

通过测量超声波的往返时间，可以计算出物位高度。

优点是测量范围广，无需直接接触液体；缺点是易受温度、压力等因素的影响。

4.雷达物位计：利用雷达波的反射来测量物位高低。

物位计发射雷达波，当雷达波遇到液体时，一部分波被液体吸收，一部分波被液体反射回来。

通过测量反射波的时间和强度，可以计算出物位高度。

优点是适用于多种液体，具有较高的测量精度；缺点是价格相对较高。

在实际应用中，物位计也根据其工作原理和适用范围的不同，分为电容式物位计、电阻式物位计、频率式物位计和微波式物位计等。

这些物位计具有各自的特点和应用场景。

总之，在工业生产过程中，物位检测是一项非常重要的技术，通过选择适合的物位检测方法和物位计，可以确保生产过程的安全和稳定。

根据具体需求，选择合适的物位检测方法和物位计对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。

物位检测的方法一、引言物位检测是指检测物料在容器中的高度或数量，是工业自动化生产中不可缺少的一环。

本文将介绍物位检测的常用方法，包括接触式和非接触式两种。

二、接触式物位检测方法1. 浮球式物位开关浮球式物位开关是一种常用的接触式物位检测方法。

它通过一个浮球来控制开关的状态，当液位上升时，浮球随之上升，当液位下降时，浮球也随之下降。

当液位达到设定高度时，浮球会推动开关闭合或断开。

2. 振叉物位开关振叉物位开关是一种基于机械振动原理的接触式物位检测方法。

它通过一个振荡器和两个叉子组成，在正常情况下，两个叉子间隔一定距离，并保持振荡状态。

当有物料进入容器并堆积到叉子上方时，振荡器会停止振荡并发出信号。

3. 电容式物位传感器电容式物位传感器是一种基于电容原理的接触式物位检测方法。

它通过将传感器放置在容器内部，当物料接触到传感器时，会改变传感器的电容值，从而检测物位高度。

三、非接触式物位检测方法1. 激光雷达物位检测激光雷达物位检测是一种基于激光原理的非接触式物位检测方法。

它通过向容器内部发射激光束并接收反射回来的信号来确定物料的高度。

该方法可以应用于各种不同类型的容器，具有高精度和高可靠性。

2. 超声波物位检测超声波物位检测是一种基于超声波原理的非接触式物位检测方法。

它通过向容器内部发射超声波并接收反射回来的信号来确定物料的高度。

该方法适用于各种不同类型的液体和固体，并具有较高的可靠性。

3. 微波雷达物位检测微波雷达物位检测是一种基于微波原理的非接触式物位检测方法。

它通过向容器内部发射微波并接收反射回来的信号来确定物料的高度。

该方法适用于各种不同类型的液体和固体，并具有较高的可靠性和精度。

四、总结物位检测是工业自动化生产中不可缺少的一环，本文介绍了接触式和非接触式两种常用的物位检测方法。

其中，接触式物位检测方法包括浮球式物位开关、振叉物位开关和电容式物位传感器；非接触式物位检测方法包括激光雷达物位检测、超声波物位检测和微波雷达物位检测。