第五章 工艺参数液位检测2.ppt

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1、第第第第3 3 3 3节节节节 物位检测技术物位检测技术物位检测技术物位检测技术5.3.1 液位检测方法液位检测方法5.3.2 料位检测方法料位检测方法5.3.3 相界面的检测相界面的检测第第3 3节节 物位检测技术物位检测技术物位检测包括液位、料位和相界面位置的检测。物位检测包括液位、料位和相界面位置的检测。它一般是以容器口为起点，测量物料相对起点它一般是以容器口为起点，测量物料相对起点的位置。的位置。三种形式的物位检测中，液位检测需求最多，三种形式的物位检测中，液位检测需求最多，技术相对简单些，因此作为重点介绍。技术相对简单些，因此作为重点介绍。5.3.1 液位检测方法液位检测方法 在食品

2、生产中，常需要对一些设备的液位进在食品生产中，常需要对一些设备的液位进行测量。液位测量的主要目的：一是来确定容器行测量。液位测量的主要目的：一是来确定容器里的原料，以保证能连续供应生产中所需的物料；里的原料，以保证能连续供应生产中所需的物料；另一个是了解液位是否在规定范围内，保证产品另一个是了解液位是否在规定范围内，保证产品的质量。的质量。5.3.1 液位检测方法液位检测方法 液位检测总体上可分为液位检测总体上可分为直接检测直接检测和和间接检测间接检测两种方法，由于测量状况复杂多样，因而往往采两种方法，由于测量状况复杂多样，因而往往采用间接测量，即将液位信号转化为其它相关信号用间接测量，即将液

3、位信号转化为其它相关信号进行测量，如进行测量，如压力法压力法、浮力法浮力法、电学法电学法、热学法热学法等。等。1.直接测量法直接测量法 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有利用连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。下图所下图所示的是玻璃管液位计。示的是玻璃管液位计。玻璃管液位计玻璃管液位计2.压力法压力法 压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。由由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正

4、比，于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。对常压开口容器，液位高度对常压开口容器，液位高度H与液体静压力与液体静压力P之之间有如下关系：间有如下关系：下图为用于测量开口容器液位高度的三种压下图为用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计。力式液位计。(a)压力表式液位计压力表式液位计 (b)法兰式液位变送器法兰式液位变送器 (c)吹气式液位计吹气式液位计 对于密闭容器中的液位测量，除可应用上述三种对于密闭容器中的液位测量，除可应用上述三种液位计外，还可用液位计外，还可用差压法差压法进行测量，它可

5、在测量过程进行测量，它可在测量过程中消除液面上部气压及气压波动对示值的影响。中消除液面上部气压及气压波动对示值的影响。差压式液位计测量原理差压式液位计测量原理 3.浮力法浮力法 浮力法测液位是依据力平衡原理浮力法测液位是依据力平衡原理，通常借助浮，通常借助浮子一类的悬浮物，使它在平衡时能够浮于液面。子一类的悬浮物，使它在平衡时能够浮于液面。当当液位高度发生变化时，浮子就会跟随液面上下移动。液位高度发生变化时，浮子就会跟随液面上下移动。因此测出浮子的位移就可知液位变化量。因此测出浮子的位移就可知液位变化量。浮子式液位计按浮子形状不同，可分为浮子式液位计按浮子形状不同，可分为浮子式浮子式、浮筒式浮

6、筒式等等；按机构不同可分为钢带式、杠杆式等。等等；按机构不同可分为钢带式、杠杆式等。4.电学法电学法 电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式和电容式。式和电容式。用电学法测量无摩擦件和可动部件，用电学法测量无摩擦件和可动部件，信号转换、传送方便，便于远传，工作可靠，且输信号转换、传送方便，便于远传，工作可靠，且输出可转换为统一的电信号，与电动单元组合仪表配出可转换为统一的电信号，与电动单元组合仪表配合使用，可方便地实现自动检测和自动控制。合使用，可方便地实现自动检测和自动控制。电容式液位计电容式液位计 电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量电容

7、式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进行测量。大小的原理进行测量。它的适用范围非常广泛，对导电介质和非导电介质它的适用范围非常广泛，对导电介质和非导电介质都能测量，此外还能测量有倾斜晃动及高速运动的容都能测量，此外还能测量有倾斜晃动及高速运动的容器的液位。不仅可作液位控制器，还能用于连续测量。器的液位。不仅可作液位控制器，还能用于连续测量。电容式液位计检测原理电容式液位计检测原理 在液位的连续测量中，多用同心圆柱式电容器。同心在液位的连续测量中，多用同心圆柱式电容器。同心圆柱式电容器的电容量：圆柱式电容器的电容量：式中：式中：D、d外电极内径和内电极外径外电极内径和内电极外径 (m)；极板间介质介电常数极板间介质介电常数(F/m)；L 极板相互重叠的长度极板相互重叠的长度(m)。液位变化引起等效介电常数变化，从而使电容器的电容液位变化引起等效介电常数变化，从而使电容器的电容量变化，这就是电容式液位计的检测原理。量变化，这就是电容式液位计的检测原理。同心圆柱式电容器同心圆柱式电容器