第章液位测量共33页

2020/4/8
测试技术 洪冶
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双色水位计采用把普通光经滤光玻璃(红、绿两种)使红光、 绿光透过，再经被测液体或气体折射，在光路上设置窗口予 以显现，可测知光路上是液体或气体。
测量技术的进展——无盲区低偏差双色水 位计
传统的双色水位计测量误差大、云母片易 结垢而使显示模糊、频繁排污易造成表计热变 形而泄漏以及存在显示盲区等缺点。
● 氖灯显示仪表 ● 红绿灯显示仪表 ● 发光二极管显示仪表 ● 数字显示
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1.氖灯显示仪表
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２.红绿灯光显示仪表
与电接点水位测量筒配套的红绿灯光显示仪表包括 了与电接点数目相同、电路结构一样的灯光电路。
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同于一般的工业数字显示仪表。
◆ 水位测量筒输出的是数字信号(电接点状态)， 显示仪表中没有A／D转换部件。
◆ 水位测量筒只有19个电接点，因此显示仪 表只显示19个水位数字量。
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DYS—19适用于锅炉汽包水位测量，配套使用19个电 接点的水位测量筒。其功能为： （1)显示 三位数字和十、－号(显示器件为辉光数字管)；
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3.发光二极管显示仪表
UDZ电接点水位表与19点水位测量筒配套使用实 现水位显示。 实现的功能： ● 水位显示； ● 水位低于－50mm时，或达到及高于十50mm时， 仪表面板发光二极管给出报警显示，同时有报警继电 器接点信号输出；
● 实现土200mm水位保护显示，当水位低于－ 200mm时，或达到及高于十200mm时，仪表面板发 光二极管给出保护显示，同时有保护继电器接点信号 输出。

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３．２ 安装条件
液位测量的安装条件
2
3
4
1
5
7
1/6D
D
6
α
L
r
ｒ
＝Ｌｔａｎ
α ２
传感器
α
ＦＭＵ４０
１１
ＦＭＵ４１
１１
ＦＭＵ４３
６
Ｌ
γ
５ｍ
０．４８ｍ
８ｍ
０．７７ｍ
１５ｍ
０．７９ｍ
不可把传感器安装于罐顶的中心位置（３） 建议将传感器安 装在距罐壁 １ 距离为罐直径的１／６处 使用防护罩 以防直接的日照或雨淋 不可安装于进料口的上方 （４） 在信号波束角 内 应避免安装任何装置 ５ 如限位开 关 温度传感器等 需要注意的是 对称装置如加热线 圈 挡板等 均有可能干扰测量 调整传感器使其垂直物料表面 ７ 在一个罐内不能安装两个超声波 因为两个信号会互相干 扰 可使用３ｄＢ波束角 来估算回波束和它的检测范围
００８ 距离／ 测量值
０５１
０５２
０５３
检查距离 抑制范围 开始抑制
显示Ｄ和Ｌ
－ｏｋ －太小 －太大 －未知 －手动
确认抑制范围
ＢＤ 盲 区
操作说明 操作说明描述了Ｍ型超声波的安装与调试 它包含了用于正常测量操作的所有功能 而且Ｍ型超声波提供附加功能用于测量点 的优化和测量值的转换 这些功能没有包含在这本操作手册中 你可以在３５页浏览所有的功能 在操作手册ＢＡ２４０Ｆ／００／ｅｎ中 你可以找到所有功能的详细描述 这些说明在提供的光盘中可以找到
60 AF G1½” 1½ NPT
Ø 39
ＦＭＵ ４３带滑动法兰
~86
65
78
ENDRESS+HAUSER Prosonic M

（2）非导电液体的电容式液位计
液位为H时，总电容量为：
C 2H 20 (L H )
ln D
ln D
d
d
液位为0时，总电容量为：
C0
20 L
ln D
d
当液位从0上升到H时，
电容的变化
非导电液体的电容式液位计原理图 1-内电极；2-外电极；3-绝缘套；4-流通小孔
Cx
C C0
2 ( 0 )H
外参考管法
3 3
3
9.3.3 压力容器水位测量
9.7.3 压力容器水位测量
参考差压计法
压力容器P 顶 (部H与底h)部 V的压h差L
水位高度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
h P HV L V
并且
P P1 P2
h P1 P2 H V L V
P1
P
H
' L
P2
H
' L
大亚湾核电站堆芯水位测量（A，B） 窄量程差压计：主泵停转情况下自然循环时。 宽量程差压计：主泵运转情况下。 参考差压计：消除窄、宽量程差压计中参考液柱项。
P p1 gh
于是
P p1
P P P gh
因此抵消了容器上部压力变化对 测量的影响。
安装方式：导压管、法兰式。
零点迁移问题 产生原因：由于取压口和差压变送器的安装位置不同造成 液位仪表存在零点迁移问题。
（1）无迁移 特征：差压变送器的正压室取 压口正好与容器的最低液位处 于同一水平位置。作用于变送 器正、负压室的差压ΔP与液 位高度H的关系为ΔP=Hρg。
ln D
KH
d
其中，0 ——空气介电常数； D, d ——分别为外电极内径和内电极外径。

因此在物位测量中一般采用较高频的超声脉 冲。
第五节 浮力式物位检测
一、检测原理
1、恒浮力式检测
通过测量漂浮于被测液面上的浮子（也称浮 标）随液面变化而产生的位移。
2、变浮力式检测 利用沉浸在被测液体中的浮筒（也称沉筒） 所受的浮力与液面位置的关系检测液位。
二、恒浮力式物位检测
三、变浮力式物位检测
声波是一种机械波，是机械振动在介质中 的传播过程，当振动频率在十余赫到万余赫以 上时可以引起人的听觉，称为闻声波；更低频 率的机械波称为次声波；20kHz以上频率的机 械波称为超声波。作为物位检测，一般应用超 声波。
一、超声波检测原理
（1） 超声波在不同的介质重速度不同；
（2）声波在介质中传播时会被吸收而衰减，气体 吸收最强，液体次之，固体吸收最小，因此，对于 一定强度的声波，在气体中的传播距离最短。 （3）超声波具有很好的方向性，发散性不强，可 近似为直线传播。 （4）当声波或超声波从液体或固体传播到气体时， 由于两种介质的声阻抗相差悬殊，因此几乎全部被 反射。
时应用法兰式压力
（差压）变送器。
第二节 电容式液位检测
电气式物位检测是利用敏感元件直接把物位 变化转换为电参数的变化。
电容式物位检测原理 是基于圆筒电容器工作的。
2 ( 2 1) C H R ln r
电容式物位计原理图
上式表明当圆筒形电容器的几何尺寸L、R 和r保持不变，且介电常数也不变时，电容器电容 2 的介质所浸没的高度 增量与电极被介电常数为 H成正比关系。另外，两种介质的介电常数的差 值越大，则电容器的增量也越大，因此，测量液 位的灵敏度就越高。在测量液位时，应考虑介电 常数相差较大的两种物质。
一 检测原理
当射线射入一定厚度的介质时，部分能量 被介质所吸收，所穿透的射线强度随着所通过 的介质厚度增加而减弱，它的变化规律为： H 0