儀表專業(yè)知識講座2

云南云景林紙股份有限公司2007年11月儀表專業(yè)知識講座公司在用儀表分類溫度檢測儀表：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計等壓力檢測儀表:壓力表、壓力變送器流量檢測儀表：電磁流量計、差壓流量計、旋渦流量計、質量流量計、金屬管浮子流量計、轉子流量計等物位檢測儀表：差壓式液位計、法蘭式液位計、浮球式液位計、投入式液位變送器等。成分檢測儀表：電導率檢測儀、PH值檢測儀表稱重儀表：電子皮帶秤、電子汽車衡、電子秤、天平等。調節(jié)儀表：調節(jié)器、調節(jié)閥（電動調節(jié)閥、氣動調節(jié)閥）我公司在用儀表基本情況我公司在用儀表就用途可分為溫度、壓力、流量、液位、物位、分析、速度、安全、稱重儀表。儀表系統(tǒng)由傳感器、變送器、儀表電纜、儀表電源、顯示儀表、調節(jié)器、操作器（控制系統(tǒng)）、調節(jié)閥等組成。熱電站主要使用的儀表溫度測量儀表：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計、金屬管溫度計；壓力測量儀表：壓力表、壓力變送器（1151電容式壓力變送器、擴散硅壓力變送器、電感式壓力變送器）；液位測量儀表：差壓液位變送器、法蘭式液位變送器；流量儀表：電磁流量計、差壓式流量計（節(jié)流孔板+差壓變送器+控制系統(tǒng)）；分析儀表：氧化鋯煙氣分析儀表、電導率分析儀、PH值分析儀；調節(jié)儀表：電動調節(jié)閥（角行程執(zhí)行機構和直行程執(zhí)行機構）稱重儀表：電子皮帶秤；控制系統(tǒng)：西門子PCS7控制系統(tǒng)?；S主要使用的儀表溫度測量儀表：熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計、金屬管溫度計；壓力測量儀表：壓力表、壓力變送器（1151電容式壓力變送器、擴散硅壓力變送器、電感式壓力變送器）；液位測量儀表：差壓變送器、法蘭式液位變送器；流量儀表：電磁流量計（上海光華愛爾美特）、差壓式流量計（節(jié)流孔板+差壓變送器（ROSEMOUNT、HONEYWELL、橫河川儀表）+控制系統(tǒng)）、旋渦流量計（上海橫河）；分析儀表：氧化鋯煙氣分析儀表、電導率分析儀、PH值分析儀調節(jié)儀表：電動調節(jié)閥（角行程執(zhí)行機構和直行程執(zhí)行機構）、氣動調節(jié)閥（KEYSTONE、上海自動化儀表有限公司、吳忠儀表廠、NELES）；控制系統(tǒng)：西門子PCS7控制系統(tǒng)。紙漿分廠主要使用的儀表溫度測量儀表：熱電阻、雙金屬溫度計；壓力測量儀表：壓力表、壓力變送器（1151電容式壓力變送器）、壓力開關；液位測量儀表：差壓變送器、法蘭式液位變送器、同位素核儀表、料位開關、液位開關；流量儀表：電磁流量計、差壓式流量計（節(jié)流孔板+差壓變送器+控制系統(tǒng)）；分析儀表：紙漿濃度分析、白度分析儀表、電導率分析儀、PH值分析儀）；調節(jié)儀表：氣動調節(jié)閥（NELES、FISHER-ROSEMOUNT}；稱重儀表：木片電子皮帶秤）；控制系統(tǒng)：西門子PCS7控制系統(tǒng)、HONEYWELLTDC3000DCS控制系統(tǒng)。綜合分廠主要使用的儀表溫度測量儀表：熱電阻、雙金屬溫度計；壓力測量儀表：壓力表、壓力變送器（1151電容式壓力變送器）；液位測量儀表：差壓變送器、法蘭式液位變送器；流量儀表：電磁流量計、超聲波流量計、旋渦流量計、流量開關；分析儀表：氧分析儀、電導率分析儀、PH值分析儀；調節(jié)儀表：氣動調節(jié)閥（日本NBS、KEYSTONE）；控制系統(tǒng)：西門子S7PLC控制系統(tǒng)、三凌PLC系統(tǒng)。第一章溫度檢測儀表第一節(jié)溫度計的分類一、雙金屬溫度計工作原理：

繞成螺旋形的感溫元件一端固定，另一端邊接指針軸，當被測物體溫度變化時，兩種金屬由于膨脹系數(shù)不同，使螺旋管曲率發(fā)生變化，通過指針軸帶動指針偏轉，直接顯示溫度值。其結構如下圖所示：二、雙金屬溫度計的分類：雙金屬溫度計按指度盤與保護管連接方向可分為：徑向型、軸向型和萬向型雙金屬溫度計適用測量中低溫的現(xiàn)場指示型測量儀表。第二節(jié)雙金屬溫度計雙金屬溫度計三、雙金屬溫度計選型雙金屬溫度計適用測量中低溫的現(xiàn)場指示型測量儀表。我公司常用的雙金屬溫度計有WSS/WSSX-411、401、481，主要用于熱電廠汽機間、化工廠堿回收車間，氯堿車間主要用防護型雙屬金溫度計。其實雙金屬溫度計也可輸出4~20mADC遠傳信號供顯示儀表或DCS系統(tǒng)使用，如3#汽輪發(fā)電機使用的雙屬溫度計。WSSX是電接點雙金屬溫度計，可輸出觸點信號供二次儀表或DCS系統(tǒng)實現(xiàn)溫度上下限報警。我公司常用雙金屬溫度計接口螺紋為M27×2標準螺紋。第一章雙金屬溫度計四、雙金屬溫度計基本技術參數(shù)第二節(jié)熱電阻一、熱電阻工作原理熱電阻是利用電阻與溫度呈一定函數(shù)關系的金屬導體或半導體材料制成的感溫元件。熱電阻由電阻絲、骨架、引線、保護管、接口螺紋和接線盒組成。二、熱電阻的分類我公司常用的熱電阻有鉑熱電阻（WZP-230Pt100）和銅熱電阻（WZC-105Cu50）熱電阻作為測溫元件，通常和顯示儀表或控制系統(tǒng)相連作為-200~600℃范圍內的溫度測量常見安裝固定裝置有螺紋安裝、法蘭安裝和焊接安裝和無固定安裝。三、熱電阻安裝方式：第二節(jié)熱電阻四、熱電阻的選型：熱電阻選型時必須選擇電阻材料（溫度范圍）、安裝固定形式、接線盒形式、保護管大小和插入長度。其選型代碼如下所示：常用熱電阻測溫范圍如下所示：第二節(jié)熱電阻五、熱電阻故障處理

熱電阻常見的故障是電阻短路或斷路，其中以斷路居多。用萬用表歐姆檔可方便檢查，在運行中常見故障及處理方法如下所示：故障現(xiàn)象可能原因處理方法儀表顯示溫度偏低接線柱間有灰塵或電阻短路清除灰塵，找出短路點，加好絕緣顯示溫度無窮大熱電阻或引出線斷路或測量回路斷路更換熱電阻或焊接斷線顯示溫度無窮小儀表或系統(tǒng)與熱電阻接線有誤或熱電阻短路改正接線，找出短路處，加好絕緣。阻值與溫度不對應熱電阻材料受腐蝕變質更換熱電阻。第二節(jié)熱電阻一．熱電偶測溫基本原理

將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。二、熱電偶冷端的溫度補償

由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴

金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導線把熱電偶的冷

端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內，連接到儀表端子上。熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是：

1、測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。2、測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低測到-269℃最高可達+2800℃。第三節(jié)熱電偶三、熱電偶的分類及特點目前，國際共有8種標準熱電偶，分別為S、B、E、K、R、J、T、N分度熱電阻。我公司在用的熱電偶有S、E、K三種，主要用在熱電廠鍋爐、汽機和堿回收車間。1、S型熱電偶：在工業(yè)測溫中，一般可長期在1300℃以下測量溫度，在良好使用環(huán)境下，可短期測量1600℃的溫度。其產生熱電勢均力偏小，熱電勢率也比較小，因而靈敏度低，價格昂貴。我公司用于爐膛溫度檢測。2、E型熱電偶：能測量低溫的廉價金屬熱電偶，測量低溫精度高，測量范圍-200~+800℃，穩(wěn)定性好，熱電勢率大，可測微小變化的溫度，價格便宜。主要用于鍋爐、汽機主蒸汽溫度檢測。3、K型熱電偶：是應用最普遍的廉價熱電偶，測量溫度范圍-270~1300℃，長期使用最高溫度900℃。具有熱電勢率高、靈敏度高、線性度好、價格便宜。我公司主要用于主蒸汽溫度檢測。第三節(jié)熱電偶第三章熱電偶四、熱電偶的選型熱電偶的選型須指定分度號、固定安裝形式、保護管材料、保護管外徑、插入長度和測溫范圍。其型號代碼如下所示：第三節(jié)熱電偶五、熱電偶的補償導線選用熱電偶的補償導線選用時要注意其型號與熱電偶型號匹配，正負極與熱電偶的正負極對應連接，補償導線所處溫度不得超過100℃否則將造成測量誤差。六、熱電偶的故障處理

序號故障現(xiàn)象故障原因處理方法1顯示溫度偏低熱電偶內部潮濕保護管和熱電極烘干，檢查受潮原因熱電極局部短路或接線盒局部短斷取出熱電極檢查漏電原因，絕緣不良應予更換，清潔接線柱，排除短路原因，更換補償導線或重新改接。補償導線用錯或極性接反，熱電偶與儀表不匹配更換熱電偶及補償導線熱電極腐蝕或變質剪去變質部分，重焊工作端或更換熱電偶2顯示溫度偏高補償導線與熱電偶不匹配更換補償導線熱電極變質更換熱電偶絕緣破壞造成外電源進入熱電偶回路檢查干擾源并排除，修復或更換絕緣材料。冷端溫度偏高(測量負溫時)調整冷端溫度或校正3溫示溫度不穩(wěn)定接線柱與測量端接觸不良，時連時斷將接線柱與熱電極擦凈，重新擰緊,若存在斷點,應焊接好.熱電偶安裝不牢或震動采取減震措施，將熱電偶牢固安裝外界干擾檢查干擾源，進行屏蔽或接地4溫度無指示測量線路短路找到短路處，接好，更換絕緣熱電偶回路斷線找到斷線處，重新連接接線柱松動擰緊接線柱熱電偶通常與顯示儀表或DCS系統(tǒng)組成測溫系統(tǒng)來實現(xiàn)溫度測量，故障往往通過顯示儀表或系統(tǒng)反映出來。如果出現(xiàn)故障現(xiàn)象首先判斷故障是產生在熱電偶回路還是顯示儀表或控制系統(tǒng)，可能將補償導線與顯示儀表拆開，用萬用表測量熱電偶回路電阻是否正常。若電阻不正常，則檢查熱電偶及導線；若電阻正常，測量輸出電勢。若輸出電勢正常，則故障在顯示儀表方面，否則檢查處理熱電偶。熱電偶測回路常見故障及處理方法如下表所示：檢查二次儀表或DCS系統(tǒng)輸入信號：1）有溫度變送器：4~20mADC信號2）無溫度孌送器：檢查相應的mV信號檢查調校顯示儀表或DCS通道溫度顯示正常檢查熱電偶接線盒：1）是否進水，2）接線柱之間是否短路，3）接線端子是否腐蝕處理正常測量mV信號調校溫度變送器拆出熱電偶檢查：1）保護管內是有雜質；2）陶瓷管絕緣是否損壞處理正常冷端溫度是否有變化調整冷端溫度檢查補償導線是否絕緣，老化更換補償導線工藝因素：1）由于工藝原因造成溫度測量不準；2）熱電偶保護管結垢嚴重否是否否否否否是是是是是第四節(jié)溫度測量故障檢查處理思路第二章壓力檢測儀表第一節(jié)壓力概念1、壓力的定義壓力概念，實際上指的是物理學上的壓強，即單位面積上所承受壓力的大小。絕對壓力：以絕對壓力零位為基準，高于絕對壓力零位的壓力。正壓：以大氣壓力為基準，高于大氣壓力的壓力。負壓（真空）：以大氣壓力為基準，低于大氣壓力的壓力。差壓：兩個壓力之間的差值。表壓：以大氣壓力為基準，大于或小于大氣壓力的壓力。

2、壓力的表示方法和分類壓力有兩種表示方法：絕對壓力和相對壓力（表壓）當絕對壓力小于大氣壓力時，可用容器內的絕對壓力不足一個大氣壓的數(shù)值來表示。稱為”真空度”。它們的關系如下：

絕對壓力=大氣壓力+相對壓力

真空度=大氣壓力-絕對壓力

我國法定的壓力單位為Pa（N/㎡），稱為帕斯卡，簡稱帕。由于此單位太小，因此常采用它的106倍單位MPa（兆帕）第二節(jié)壓力儀表分類壓力測量原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等。壓力計測量壓力范圍寬廣可以從超真空如133×10-13Pa直到超高壓280MPa。1．就地壓力指示就地指示一般選用壓力表。2．遠距離壓力顯示若需要進行遠距離壓力顯示時，一般用氣動或電動壓力變壓器，也可用電氣壓力傳感器。當壓力范圍為140~280MPa時，則應采用高壓壓力傳感受器。當高真空測量時可采用熱電真空計。根據(jù)物理效應的不同，壓力變送器可分為電阻式、電感式、電容式、霍爾式、應變式、壓電式、壓阻式和壓磁式壓力變送器。我公司常用壓力儀表有彈簧管壓力表、膜片式壓力表、隔膜壓力、氨壓力表、氧壓力表、膜盒式壓力表、玻璃管液柱壓力計、電容式壓力變送器、擴散硅壓力變送器和電感式壓力變送器。一、壓力表的結構與原理

彈簧管式壓力表，主要由彈簧彎管、連桿、扇形齒輪、小齒輪、中心軸、指針、表盤等構件組成。當彈簧彎管受到介質壓力的作用時，彈簧彎管逐漸伸直，從而使彈簧彎管的自由端向上翹起。壓力越高，自由端向上翹起的幅度越大。這一動作經(jīng)過杠桿、扇形齒輪、小齒輪的傳動，使指針偏轉一個角度，在刻度盤上指示出壓力高低。當被測介質壓力降低時，彈簧管要恢復原狀，指針退回到相應刻度處。電接點壓力表是在普通彈簧管壓力表上加裝一套高低限電接點裝置構成的。它不但能隨時測量介質壓力變化情況，而且還能將被測質保持在一定壓力范圍內，當被測壓力超過這一范圍時，能自動發(fā)出報警信號。電接點壓力表也可帶繼電器及接觸器的電氣線路，獲得自動控制信號，通過控制機構，使被測介質的壓力自動保持在上下限給定值的范圍內。第二節(jié)壓力表二、壓力表的分類：

壓力表按其測量精確度，可分為精密壓力表、一般壓力表。精密壓力表的測量精確度等級分別為0.1、0.16、0.25、0.4級；一般壓力表的測量精確度等級分別為1.0、1.6、2.5、4.0級。

壓力表按其指示壓力的基準不同，分為一般壓力表、絕對壓力表、差壓表。一般壓力表以大氣壓力為基準；絕壓表以絕對壓力零位為基準；差壓表測量兩個被測壓力之差。

壓力表按其測量范圍，分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測量小于大氣壓力的壓力值；壓力真空表用于測量小于和大于大氣壓力的壓力值；微壓表用于測量小于60000

Pa的壓力值；低壓表用于測量0~6MPa壓力值；中壓表用于測量10~60MPa壓力值；高壓表用于測量100MPa以上壓力值。

耐震壓力表的殼體制成全密封結構，且在殼體內填充阻尼油，由于其阻尼作用可以使用在工作環(huán)境振動或介質壓力（載荷）脈動的測量場所。

帶有電接點控制開關的壓力表可以實現(xiàn)發(fā)訊報警或控制功能。

帶有遠傳機構的壓力表可以提供工業(yè)工程中所需要的電信號。

隔膜表所使用的隔離器（化學密封）能通過隔離膜片，將被測介質與儀表隔離，以便測量強腐蝕、高溫、易結晶介質的壓力電接點壓力表電接點壓力儀表由測量系統(tǒng)、指示裝置、磁助電接點裝置、外殼、調節(jié)裝置及接線盒等組成。

當被測壓力作用于彈簧管時，其末端產生相應的彈性變形—位移，經(jīng)傳動機構放大后，由指示裝置在度盤上指示出來。同時指針帶動電接點裝置的活動觸點與設定指針上的觸頭（上限或下限）相接觸的瞬時，致使控制系統(tǒng)接通或斷開電路，以達到自動控制和發(fā)信報警的目的。

在電接點裝置的電接觸信號針上，裝有可調節(jié)的永久磁鋼，可以增加接點吸力，加快接觸動作，從而使觸點接觸可靠，消除電弧，能有效地避免儀表由于工作環(huán)境振動或介質壓力脈動造成觸點的頻繁關斷。3、其他壓力表結構組成型號結構公稱直徑測量范圍(MPa)精度等級用途Y40Y40Z徑向軸向無邊φ400~0.1,0.16,0.25,0.4,0.612.5測量對銅合金不起腐蝕的液體氣體、蒸汽壓力Y60Y60T（Y60TQ）Y60ZY60ZQ徑向徑向帶后邊軸向無邊軸向帶前邊φ600~0.1,0.16,0.25,0.4,0.60~1,1.6,2.5,4,6-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9-0.1~1.5,-0.1~2.4測量對銅和鋼全金不超腐蝕的液體、氣體或蒸汽的壓力或真空度

Y100徑向φ1000~0.1,0.16,0.25,0.4,0.60~1,1.6,2.5,4,6-0.1~0,-0.1~0~0.06,-0.1~0.15-0.1~0.3,-0.1~0.5,-0.1~0.9-0.1~1.5,-0.1~2.41.5Y100T徑向帶后邊Y100ZQ軸向帶前邊Y100TQ徑向帶前邊Y150徑向φ150Y150T徑向帶后邊

Y150ZQ軸向帶前邊

Y150TQ徑向帶前邊

Y260徑向φ260常用彈性式壓力表規(guī)格符號說明：儀表型號中，常用漢語拼音的第一個字母表示某種意義，如Y-壓力，Z—真空（阻尼），B—標準（防爆），J—精密（矩形），A—氨表，X—信號（電接點），P—膜片，E—膜盒，數(shù)字表示表面尺寸（mm），尺寸后的符號表示結構或配接的儀表。6、壓力表的選用壓力檢測儀表的正確選用主要包括確定儀表的型式、量程、范圍、準確度和靈敏度、外形尺寸以及是否需要遠傳和具有其他功能，如指示、記錄、調節(jié)、報警等。選用的主要依據(jù)：

1．工藝生產過程對測量的要求，包括量程和準確度。在靜態(tài)測試（或變化緩慢）的情況下，規(guī)定被測壓力的最大值選用壓力表滿刻度值的三分之二；在脈動（波動）壓力的情況下，被測壓力的最大值選用壓力表滿刻度值的二分之一。

常用壓力檢測儀表的準確度等級有0．4級、1．0級、1．5級和2．5級4個級等，應從生產工藝準確度要求和最經(jīng)濟角度選用。儀表的最大允許誤差是儀表的量程與準確度等級百分比的乘積，如果誤差值超過工藝要求準確度，則需更換準確度高一級的壓力儀表。

2．被測介質的性質，如狀態(tài)（氣體、液體）、溫度、粘度、腐蝕性、法污程度、易燃和易爆程度等。如氧氣表、乙炔表，帶有“禁油”標志，專用于特殊介質的耐腐蝕壓力表、耐高溫壓力表、隔膜壓力表等。

3．現(xiàn)場的環(huán)境條件，如環(huán)境溫度、腐蝕情況、振動、潮濕程度等。如用于振動環(huán)境條件的防震壓力表。

4．適于工作人員的觀測。根據(jù)檢測儀表所處位置和照明情況選用表徑（外形尺寸）不等的儀表。壓力表的安裝1．測壓點的選擇

測壓點必須能反映被測壓力的真實情況。

(1）要選在被測介質呈直線流動的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。

(2）測量流動介質的壓力時，應使取壓點與流動方向垂直，清除鉆孔毛刺等凸出物。

(3）測量液體壓力時，取壓點應在管道下部，使導壓管內不積存氣體；測量氣體壓力時，取壓點應在管道上方，使導壓管內不積存液體。

2．導壓管的鋪設

(l）導壓管粗細要合適，一般內徑為6～10mm，長度≤50m。

(2）當被測介質易冷凝或凍結時，必須加保溫伴熱管線。

(3）取壓口到壓力表之間應裝切斷閥，該閥應靠近取壓口。3．壓力表的安裝

(1）壓力表應安裝在易觀察和檢修的地方。

(2）安裝地點應盡量避免振動和高溫影響。

(3）測量蒸氣壓力時應加裝凝液管，以防高溫蒸氣直接與測壓元件接觸；測腐蝕性介質的壓力時，應加裝充有中性介質的隔離罐等。總之，根據(jù)具體情況（如高溫、低溫、腐蝕、結晶、沉淀、粘稠介質等），采取相應的防護措施。（4）壓力表的連接處應加裝密封墊片，一般低于80℃及2MPa壓力時可用牛皮或橡膠墊片；350～450℃及5MPa以下時用石棉板或鋁片；溫度及壓力更高時（50MPa以下）用退火紫銅或鉛墊。另外還要考慮介質的影響，例如測氧氣的壓力表不能用帶油或有機化合物的墊片，否則會引起爆炸。測量乙炔壓力時禁止用銅墊片。

壓力表安裝示例如圖所示，在圖（c）的情況下，壓力表指示值比管道里的實際壓力要高，所以實際壓力值應用讀數(shù)減去壓力表到管道取壓口之間的一段液柱壓力。1、壓力表2、切斷閥門3、凝液管和隔離管4、取壓設備ρ1、ρ2隔離液和被測介質的密度

壓力表在運行中的常見故障及處理方法故障現(xiàn)象可能原因處理方法壓力表無指示導壓管上的切斷閥未打開打開切斷閥導壓管堵塞拆下導壓管，用鋼絲疏通，用壓縮空氣或蒸汽吹洗干凈彈簧管接頭內污物淤積過多而堵塞取下指針和刻度盤，拆下機芯，將彈簧管放到清洗盤清洗，并用鋼絲疏通彈簧管裂開更換新的彈簧管中心齒輪與扇形齒輪牙齒磨損過多，以致不能嚙合更換新的彈簧管指針抖動大被測介質壓力波動大關小閥門開度壓力計的安裝位置震動大固定壓力計或在許可的情況下把壓力計移到震動較小的地方，也可裝減震器壓力表指針有跳動或呆滯現(xiàn)象指針與表面玻璃或刻度盤相碰有磨擦矯正指針，加厚玻璃下面的墊圈或將指針軸孱鉸大一些中心齒輪軸彎曲取下齒輪在鐵鐓上用木錘矯正敲直兩齒輪嚙合處有污物拆下兩齒輪進行清洗連桿與扇形齒輪間的活動螺絲不靈活用銼九銼薄連桿厚度壓力去掉后，指針不能恢復到零點指針打彎用鑷子矯直游絲力矩不足脫開中心齒輪與扇形齒輪的嚙合，反時針旋動中心軸以增大游絲反力矩指針松動校驗后敲緊傳動齒輪有磨擦調整傳動齒輪嚙合間隙彈簧管變形失效更換彈簧管壓力指示值誤差不均勻彈簧管自由端與扇形齒輪、連桿傳動比調不整不當重新校驗調整指示偏高傳動比失調重新調整指示偏低傳動比失調重新調整彈簧管有滲漏補焊或更換新的彈簧管指針或傳動機構有磨擦找出磨擦部位并加以消除導壓管線有泄漏逐段檢查管線，找出泄漏之處給予排除指針不能指示到上限刻度傳動比小把活節(jié)螺絲向里移機芯固定在機座位置不當松開螺絲將機芯向反時針方向轉動一點彈簧管焊接位置不當重新焊接壓力變送器也稱差變送器，主要由測壓元件傳感器、模塊電路、顯示表頭、表殼和過程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉變成標準的電流電壓信號，以供給指示報警儀、記錄儀、調節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調節(jié)。壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成一般壓力變送器（0.001MPa～20MP3）和微差壓變送器（0～30kPa）兩種。第三節(jié)壓力（差壓）變送器被測壓力p經(jīng)測量部分的彈性元件轉換成測量力F1作用在杠桿系統(tǒng)，與來白于電磁反饋機構的反饋力Ff比較，產生的力矩差經(jīng)位移檢測放大器轉換成4～20mADC的I。電流輸出，該電流在作為變送器輸出的同時又流過電磁反饋機構，產生反饋力Ff去與測量力F1進一步比較，直到這兩個力矩平衡時，變送器的輸出也就穩(wěn)定下來，該輸出電流I。與被測壓力p成一一對應的線性關系。將其變成了統(tǒng)一的標準信號，實現(xiàn)了壓力→標準電流的轉換。一、壓力變送器工作原理

二、壓力變送器的分類壓力（差壓）變送器根據(jù)被測介質的壓力不同分為壓力變送器,絕對壓力變送器,微差壓變送器,低、中、高差壓變送器,高靜壓變送器等,它把壓力（差壓）信號變成標準電信號(4-20mA)遠傳?？蛇M行壓力、流量、液位的測量。壓力變送器類型精度輸出信號原理及特點主要制造廠力平

衡式DDZ-Ⅱ0.5、1.0、2.00-10mA力平衡式,力à位移、四線制,電源220VAC、抗振及穩(wěn)定性差,價廉體積大川儀七廠

西安儀表廠DDZ-Ⅲ0.5、1.04-20mA矢量機構力平衡式,力à位移，兩線制,電源24VDC，穩(wěn)定性相對比Ⅱ型好體積大，隔爆型、本安型上海調節(jié)器廠，上儀一廠，川儀七廠，西安儀表廠全電子（智能）式1151系列

（CECY，CECC）3051

0.2、0.25

0.54-20mA

HART數(shù)字信號電容傳感器,力à電容、兩線制,電源12-45VDC、小型、抗振、穩(wěn)定、智能型、價格高（因品牌而異）隔爆型、本安型羅斯蒙特

上儀一廠

上海光華儀表

等等固態(tài)壓阻硅系列0.15、0.25

0.5、1.04-20mA

數(shù)字信號硅應變電阻傳感器,力à電阻，兩線制，電源10-55VDC、小型，穩(wěn)定性較好、價格中等（與廠家品牌有關）、隔爆型、本安型羅斯蒙特（2088，3051）

FOXBORO等等EJA系列

(90年代推出)0.075

0.1

0.24-20mA

BRAIN或HART數(shù)字信號單晶硅諧振式傳感器,力à頻率，兩線制，電源16.4-42VDC、穩(wěn)定,連續(xù)四年不需校驗、智能型、價格高日本橫河

橫河川儀四、變送器投運：

1、檢查二次閥門、平衡門、排污門及各管路接頭密封情況；閥門及各管路接頭處嚴密不漏；

2、檢查二次閥門、平衡門和排污門位置；二次閥門和排污門處于關閉狀態(tài)，差壓變送器平衡門應打開；

3、對于新裝或大、小修后，以及久停未用的變送器，投入前應進行管路沖洗。

4、投運前檢查接線是否在信號端子上，不可接在試驗端子上。

5、用萬用表、絕緣表檢查電氣回路正確后給變送器送電；線路絕緣、電源電壓、負載電阻正常；

6、緩慢打開一次門檢查管路是否泄漏，確認不泄漏后打開排污門排污，排污后關閉排污門；取樣管路各接頭處無泄漏；

7、緩慢打開二次門（差壓變送器應先開正壓門，再關平衡門，最后開負壓門）；排污完成后若取樣管路溫度比較高，需管路冷卻后方可打開二次門；

8、變送器投入后檢查變送器輸出是否正常，變送器輸出值為當前壓力下的正確值。

9、啟動后觀察儀表指示情況，若顯示波動較大，應增加阻尼時間常數(shù)。五、運行維護

1、日常與定期維護：

1.1定期進行衛(wèi)生清掃，保持變送器及其附件的清潔；

1.2定期檢查一次取壓管路及閥門接頭處有無滲漏現(xiàn)象，如有滲漏現(xiàn)象應盡快處理。

1.3定期檢查變送器零部件完整無缺，無嚴重銹蝕、損壞；銘牌、標識清晰無誤；緊固件不得松動，接插件接觸良好，端子接線牢固；

1.4定期檢查一次現(xiàn)場測量線路，包括輸入、輸出回路是否完好，線路有無斷開、短路情況，絕緣是否可靠等。

1.5定期檢查儀表零點和顯示值的準確性，變送器零點和顯示值準確、真實。

1.6按變送器校準周期定期進行校準（1年）。

1.7對變送器定期進行排污、排凝或放空，

1.8對取源管線或測量元件有隔離液的變送器定期灌隔離液。

1.9對易堵介質的導壓管定期進行吹掃。

2、長期停用變送器時，應關閉一次門。

3、變送器在運行時，其殼體必須良好接地。用于保護系統(tǒng)的變送器，應有預防斷電、短路、或輸出開路的措施。六、壓力（差壓）測量故障檢查處理思路檢查二次儀表或DCS系統(tǒng)輸入信號是否（4~20mAdc）與測量壓力相對應檢查調校顯示儀表或DCS通道壓力顯示正常檢查壓力變送器零位關閉取壓閥、打開排污閥或松開取壓接頭調零點檢查取壓管線：測量氣體壓力：取壓管堵，有冷凝液測量蒸汽：凍、堵測量液體壓力：堵、凍、隔離液被沖走分別進行處理有保溫的檢查保溫狀況調校壓力變送器工藝因素，和工藝人員商討解決，儀表無故障否是否否是是是變送器故障處理故障現(xiàn)象檢查與測試解決辦法1:變送器無輸出1、查看變送器電源是否接反；2、測量變送器的供電電源，是否有24V直流電壓；3、如果是帶表頭的，檢查表頭是否損壞（可以先將表頭的兩根線短路，如果短路后正常，則說明是表頭損壞）；4、將電流表串入24V電源回路中，檢查電流是否正常；5、電源是否接在變送器電源輸入端；1、把電源極性接正確2、必須保證供給變送器的電源電壓≥12V(即變送器電源輸入端電壓≥12V)。如果沒有電源，則應檢查回路是否斷線、檢測儀表是否選取錯誤（輸入阻抗應≤250Ω）；等等。3、表頭損壞的則需另換表頭4、如果正常則說明變送器正常，此時應檢查回路中其他儀表是否正常。5、把電源線接在電源接線端子上。2:變送器輸出≥20mA1、變送器電源是否正常2、實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；3、壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。4、接線是否松動；5、電源線接線是否正確1、如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/(0.02A)Ω2、重新選用適當量程的壓力變送器。3、需發(fā)回生產廠家進行修理。4、接好線并擰緊5、電源線應接在相應的接線柱上3:變送器輸出≤4mAOutput≤4mA1、變送器電源是否正常2、實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；3、壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。1、如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/(0.02A)Ω2、重新選用適當量程的壓力變送器3、需發(fā)回生產廠家進行修理。故障現(xiàn)象檢查與測試解決辦法4:壓力指示不正確

1、變送器電源是否正常2、參照的壓力值是否一定正確3、壓力指示儀表的量程是否與壓力變送器的量程一致4、壓力指示儀表的輸入與相應的接線是否正確5、變送器負載的輸入阻抗應符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/(0.02A)Ω6、多點紙記錄儀沒有記錄時輸入端是否開路；7、相應的設備外殼是否接地8、是否與交流電源及其他電源分開走線9、壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。10、管路內是否有沙子、雜質等堵塞管道，有雜質時會使測量精度受到影響；11、管路的溫度是否過高，壓力傳感器的使用溫度是-25~85℃，但實際使用時最好在-20~70℃以內。1、如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/(0.02A)Ω2、如果參照壓力表的精度低，則需另換精度較高的壓力表。3、壓力指示儀表的量程必須與壓力變送器的量程一致4、壓力指示儀表的輸入是4~20mA的，則變送器輸出信號可直接接入；如果壓力指示儀表的輸入是1~5V的則必須在壓力指示儀表的輸入端并接一個精度在千分之一及以上、阻值為250Ω的電阻，然后再接入變送器的輸入。5、如不符合則根據(jù)其不同可采取相應措施：如升高供電電壓（但必須低于36VDC）、減小負載等6、如果開路則：1、不能再帶其他負載；2、改用其他沒有記錄時輸入阻抗≤250Ω的記錄儀。7、設備外殼接地8、與交流電源及其他電源分開走線9、需發(fā)回生產廠家進行修理。10、需清理雜質，并在壓力接口前加過濾網(wǎng)。11、加緩沖管以散熱，使用前最好在緩沖管內先加些冷水，以防過熱蒸汽直接沖擊傳感器，從而損壞傳感器或降低使用壽命。第三章物位檢測儀表第一節(jié)物位檢測儀表的概述

在工業(yè)生產過程中，常遇到大量的液體物料和固體物料，它們占有一定的體積，堆成一定的高度，把生產過程中罐、塔、槽等容器中存放的液體表面位置稱為液位；把料斗、堆場倉庫等儲存的固體塊，顆粒、粉粒等的堆積高度和表面位置稱為料位；兩種互不相溶的物質的蚧面位置叫作蚧位。液位、料位以及相界面總稱為物位。對物位進行測量的儀表被稱為物位檢測儀表。物位測量儀表的種類很多，如果按液位、料位、界面可分為：①測量液位的儀表：玻璃管（板）式、稱重式、浮力式（浮筒、浮球、浮標）、靜壓式（壓力式、差壓式）電容式、電阻式、超聲波式、放射性式、激光式及微波式等②測量界面的儀表：浮力式、差壓式、電極式和超聲波式等；③測量料位的儀表：重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、放射性式等。物位檢測技術

液位檢測方法料位檢測方法

一、液位檢測方法

液位檢測總體上可分為直接檢測和間接檢測兩種方法，由于測量狀況及條件復雜多樣，因而往往采用間接測量，即將液位信號轉化為其它相關信號進行測量，如壓力法、浮力法、電學法、熱學法等。

1、直接測量法

直接測量是一種最為簡單、直觀的測量方法，它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標尺的觀察管中，通過標尺讀出液位高度。下圖所示的是玻璃管液位計。2、壓力法液位測量

壓力法依據(jù)液體重量所產生的壓力進行測量。由于液體對容器底面產生的靜壓力與液位高度成正比，因此通過測容器中液體的壓力即可測算出液位高度。 對常壓開口容器，液位高度H與液體靜壓力P之間有如下關系：

式中，——被測液體的密度()。下面圖為用于測量開口容器液位高度的三種壓力式液位計。(a)壓力表式液位計(b)法蘭式液位變送器(c)吹氣式液位計(a)壓力表式液位計(b)法蘭式液位變送器(c)吹氣式液位計 對于密閉容器中的液位測量，除可應用上述三種液位計外，還可用差壓法進行測量，它可在測量過程中需消除液面上部氣壓及氣壓波動對示值的影響，下圖示出差壓式液位計測量原理。

則P1、P2——引入變送器正壓室和負壓室的壓力(Pa)；H——液位高度(m)；h1、h2——容器底面和工作液面距變送器高度(m)。這里Zo＝即稱為零點遷移量，它與差壓計安裝情況有關。一般的差壓計都有零點遷移量調節(jié)機構，通過調節(jié)可使Zo＝0，這時差壓計的讀數(shù)直接反映液面高度H。一般在低壓管中充滿隔離液體。若隔離液體密度為，被測液體密度為，一般都使，由上圖得壓力平衡方程：3、浮力法

浮力法測液位是依據(jù)力平衡原理，通常借助浮子一類的懸浮物，浮子做成空心剛體，使它在平衡時能夠浮于液面。當液位高度發(fā)生變化時，浮子就會跟隨液面上下移動。因此測出浮子的位移就可知液位變化量。浮子式液位計按浮子形狀不同，可分為浮子式、浮筒式等等；按機構不同可分為鋼帶式、杠桿式等。1）鋼帶浮子式液位計2.浮筒式液位計 浮筒式液位計屬于變浮力液位計，當被測液面位置變化時，浮筒浸沒體積變化，所受浮力也變化，通過測量浮力變化確定出液位的變化量。右圖為浮筒式液位計原理圖。 圖中：1-浮筒；2-彈簧；3-差動變壓器。

圖2所示的液位計是用彈簧平衡浮力，用差動變壓器測量浮筒位移，平衡時壓縮彈簧的彈力與浮筒浮力及重力G平衡。即

式中k——彈簧剛度(N／m)；x——彈簧壓縮量(m)；——液體密度(kg／m3)；H——浮筒浸入深度(m)；A——浮筒截面積(m2)。 液位高度變化與彈簧變形量成正比。彈簧變形量可用多種方法測量，既可就地指示，也可用變換器(如差動變壓器)變換成電信號進行遠傳控制。4、電學法液位測量 電學法按工作原理不同又可分為電阻式、電感式和電容式。用電學法測量無摩擦件和可動部件，信號轉換、傳送方便，便于遠傳，工作可靠，且輸出可轉換為統(tǒng)一的電信號，與電動單元組合儀表配合使甩，可方便地實現(xiàn)液位的自動檢測和自動控制。1）電阻式液位計 電阻式液位計既可進行定點液位控制，也可進行連續(xù)測量。所謂定點控制是指液位上升或下降到一定位置時引起電路的接通或斷開，引發(fā)報警器報警。電阻式液位計的原理是基于液位變化引起電極間電阻變化，由電阻變化反映液位情況 上圖為用于連續(xù)測量的電阻式液位計原理圖。圖中：1-電阻棒；2-絕緣套；3-測量電橋 該液位計的兩根電極是由兩根材料、截面積相同的具有大電阻率的電阻棒組成，電阻棒兩端固定并與容器絕緣。整個傳感器電阻為式中H、h——電阻棒全長及液位高度(m)；——電阻棒的電阻率()；A——電阻棒截面積(m2)。該傳感器的材料、結構與尺寸確定后，K1、K2均為常數(shù)，電阻大小與液位高度成正比。電阻的測量可用圖中的電橋電路完成。2）電感式液位計 電感式液位計利用電磁感應現(xiàn)象，液位變化引起線圈電感變化，感應電流也發(fā)生變化。電感式液位計既可進行連續(xù)測量，也可進行液位定點控制。

右圖為電感式液位控制器的原理圖。傳感器由不導磁管子、導磁性浮子及線圈組成。管子與被測容器相連通，管子內的導磁性浮子浮在液面上，當液面高度變化時，浮子隨著移動。線圈固定在液位上下限控制點，當浮子隨液面移動到控制位置時，引起線圈感應電勢變化，以此信號控制繼電器動作，可實現(xiàn)上、下液位的報警與控制。圖中：1、3-上下限線圈；2-浮子

3）電容式液位計

電容式液位計利用液位高低變化影響電容器電容量大小的原理進行測量。依此原理還可進行其它形式的物位測量。電容式液位計的結構形式很多，有平極板式、同心圓柱式等等。它的適用范圍非常廣泛，對介質本身性質的要求不象其它方法那樣嚴格，對導電介質和非導電介質都能測量，此外還能測量有傾斜晃動及高速運動的容器的液位。不僅可作液位控制器。還能用于連續(xù)測量。電容式液位計的這些特點決定了它在液位測量中的重要地位。(1)檢測原理 在液位的連續(xù)測量中，多用同心圓柱式電容器，如右圖所示。同心圓柱式電容器的電容量：式中：D、d——外電極內徑和內電極外徑(m)；——極板間介質介電常數(shù)(F/m)；L——極板相互重疊的長度(m)。 液位變化引起等效介電常數(shù)變化，從而使電容器的電容量變化，這就是電容式液位計的檢測原理。圖中：1-內電極；2-外電極。(2)安裝形式 在具體測量時。電容式液位計的安裝形式因被測介質性質不同而稍有差別。 右圖為用來測量導電介質的單電極電容液位計，它只用一根電極作為電容器的內電極，一般用紫銅或不銹鋼，外套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷作為絕緣層，而導電液體和容器壁構成電容器的外電極。1-內電極；2-絕緣套 右圖為用于測量非導電介質的同軸雙層電極電容式液位計。內電極和與之絕緣的同軸金屬套組成電容的兩極，外電極上開有很多流通孔使液體流入極板間。圖中：1、2-內、外電極；3-絕緣套；4-流通孔。 以上的兩種是一般的安裝方法，在有些特殊場合還有其它特殊安裝形式，如大直徑容器或介電系數(shù)較小的介質，為增大測量靈敏度，通常也只用一根電極，將其靠近容器壁安裝，使它與容器壁構成電容器的兩極；在測大型容器或非導電容器內裝非導電介質時，可用兩根不同軸的圓筒電極平行安裝構成電容；5熱學法

在冶金行業(yè)中常遇到高溫熔融金屬液位的測量。由于測量條件的特殊性，目前除使用核幅射法外，還常用熱學方法進行檢測。它利用了高溫熔融液體本身的特性，即在空氣和高溫液體的分界面處溫度場出現(xiàn)突變的特點，用測量溫度的方法間接獲得高溫金屬熔液液位。熱學法按溫度測量轉換原理的不同，通常又分為熱電法和熱磁感應法。1）熱電法： 熱電法采用熱電偶測量溫度場，下圖為熱電偶測量高溫金屬熔液液位原理圖。圖中:a-容器壁；b-凝固金屬；c-鋼水；d-熱電偶。溫度-電勢分布圖 在容器壁上選定一系列測量點，裝上熱電偶，并將各測點上熱電偶的輸出記錄下來，得到如圖所示的溫度-電勢分布曲線，曲線上反映出第7個和第8個測點之間產生了溫度突變，因此液面就在第7與第8測點之間。 熱電偶測液位只是一個較為粗略的測量方法，精度一般不高；而且精度與熱電偶分布、安裝情況有關。適當減小各熱電偶的間距、增加測量點，則可提高金屬液位測量分辨力和測量精度。另外，熱電偶工作端與容器的接觸點要細而牢固，為此可將熱電偶絲焊在容器壁上，由容器壁充當熱電偶的另一極。這種測量方法雖然精度不高，但很可靠；在連鑄機結晶過程等應用場合中，仍是一種很適用的液位檢測控制方法2）熱磁感應法

熱磁感應法也稱熱磁敏法，這是近年來發(fā)展很快的一種檢測方法，測量安裝方式類似熱電法，在容器外壁上選擇一系列測量點，在這些點上焊上熱敏磁性材料作為感溫元件，對應于每個磁性元件安裝一個測量線圈并通以交流電。前面熱電法測溫元件為一組耐高溫熱電偶，它們把金屬熔液液面處溫度場出現(xiàn)變化轉換為電勢大小的變化；熱磁感應法測溫元件為一組熱敏磁性元件，把金屬熔液液面處溫度場出現(xiàn)變化轉換為電抗（電感）大小的變化。6、超聲波法 超聲波液位計是利用波在介質中的傳播特性，具體地說，超聲波在傳播中遇到相界面時，有一部分反射回來，另一部分則折射入相鄰介質中。但當它由氣體傳播到液體或固體中，或者由固體、液體傳播到空氣中時，由于介質密度相差太大而幾乎全部發(fā)生反射。因此，在容器底部或頂部安裝超聲波發(fā)射器和接收器，發(fā)射出的超聲波在相界面被反射。并由接收器接收，測出超聲波從發(fā)射到接收的時間差，便可測出液位高低。 超聲波液位計按傳聲介質不同，可分為氣介式、液介式和固介式三種；按探頭的工作方式可分為自發(fā)自收的單探頭方式和收發(fā)分開的雙探頭方式。相互組合可以得到六種液位計的方案。圖7-13為單探頭超聲波液位計。其中(a)為氣介式，(b)為液介式。(c)為固介式。(a)氣介式(b)液介式(c)固介式單探頭超聲波液位計 由圖看出，超聲波傳播距離為L，波的傳播速度為C，傳播時間為，則：L是與液位有關的量，故測出便可知液位，的測量一般是用接收到的信號觸發(fā)門電路對振蕩器的脈沖進行計數(shù)來實現(xiàn)。 單探頭液位計使用一個換能器，由控制電路控制它分時交替作發(fā)射器與接收器。雙探頭式則使用兩個換能器分別作發(fā)射器和接收器，對于固介式，需要有兩根金屬棒或金屬管分別作發(fā)射波與接收波的傳輸管道。

超聲波液位測量有許多優(yōu)點：(1)與介質不接觸，無可動部件，電子元件只以聲頻振動，振幅小，儀器壽命長；(2)超聲波傳播速度比較穩(wěn)定，光線、介質粘度、濕度、介電常數(shù)、電導率、熱導率等對檢測幾乎無影響，因此適用于有毒、腐蝕性或高粘度等特殊場合的液位測量；(3)不僅可進行連續(xù)測量和定點測量，還能方便地提供遙測或遙控信號；(4)能測量高速運動或有傾斜晃動的液體的液位，如置于汽車、飛機、輪船中的液位。 但超聲波儀器結構復雜，價格相對昂貴；而且當超聲波傳播介質溫度或密度發(fā)生變化，聲速也將發(fā)生變化，對此超聲波液位計應有相應的補償措施，否則嚴重影響測量精度。另外，有些物質對超聲波有強烈吸收作用，選用測量方法和測量儀器時要充分考慮液位測量的具體情況和條件。7核幅射法 不同物質對同位素射線的吸收能力不同，一般固體最強，液體次之，氣體最差。當射線射入厚度為H的介質時，會有一部分被介質吸收掉。透過介質的射線強度I與入射強度I0之間有如下關系：

式中—吸收系數(shù)，條件固定時為常數(shù)。 因此測液位可通過測量射線在穿過液體時強度的變化量來實現(xiàn)。 核幅射式液位計由輻射源、接收器和測量儀表組成。輻射源一般用鈷60或銫，放在專門的鉛室中，安裝在被測容器的一側。幅射源在結構上只能允許射線經(jīng)鉛室的一個小孔或窄縫透出。 接收器與前置放大器裝在一起，安裝在被測容器另一側，射線由蓋革計數(shù)管吸收，每接收到一個粒子，就輸出一個脈沖電流。射線越強，電流脈沖數(shù)越多，經(jīng)過積分電路變成與脈沖數(shù)成正比的積分電壓，再經(jīng)電流放大和電橋電路，最終得到與液位相關的電流輸出。 下圖所示為輻射源與接收器均是為固定安裝方式的核幅射液位計。其中(a)為長輻射源和長接收器形式，輸出線性度好；(b)為點輻射源和點接收器形式，輸出線性度較差。核輻射式液位計1-放射源；2-接收器 輻射式液位計既可進行連續(xù)測量，也可進行定點發(fā)送信號和進行控制；射線不受溫度、壓力、濕度、電磁場的影響，而且可以穿透各種介質，包括固體，因此能實現(xiàn)完全非接觸測量。這些特點使得輻射式液位計適合于特殊場合或惡劣環(huán)境下不常有人之處的液位測量，如高溫、高壓、強腐蝕、劇毒、有爆炸性、易結晶、沸騰狀態(tài)介質、高溫熔融體等的液位測量。但在使用時仍要注意控制劑量，作好防護，以防射線泄漏對人體造成傷害8、微波法

在電磁波譜中將波長為1～1000mm的電磁波稱為微波。微波的特點是在各種障礙物上能產生良好的反射，具有良好的定向輻射性能；在傳輸過程中受到粉塵、煙霧、火焰及強光的影響小，具有很強的環(huán)境適應能力。

1.反射式微波液位計

利用微波反射的原理制作的液位計，可以連續(xù)檢測與實現(xiàn)液位定點控制。通常微波發(fā)射天線傾斜一定的角度向液面發(fā)射微波束，波束遇到液面即發(fā)生反射，反射微波束被微波接收天線接收，從而測定液位，其原理如圖7-15所示。圖7-15反射式微波液位計原理圖 微波接收天線接收到的微波功率為：

式中H——兩天線距料面垂直距離。 由于發(fā)射功率，波長天線增益都是保持穩(wěn)定不變的，故上式可簡化為：

式中——增益常數(shù)，決定于微波波長、發(fā)射功率及天線的增益； ——距離常數(shù)，決定于天線安裝的方法與位置，主要是距離。 可見，只要測定了天線接收到的微波功率，液位就測量了，即

微波功率的測量通?？捎脽犭娀驘嶙璧仍?，再配合相應的測量電路，最后經(jīng)數(shù)據(jù)采集和信號處理根據(jù)接收到的微波信號功率，顯示和輸出液位測量結果。也可用專門的微波檢波管（如2DV檢波二極管）檢波成直流電流由微安表直接顯示。 在測量環(huán)境有大量水蒸汽時，由于水（蒸汽）會對微波產生強烈吸收，因此可能會對測量結果產生較大的影響，對此應該引起足夠重視。

2.調頻連續(xù)波式物位計 圖7-16是目前在工程應用較多的調頻連續(xù)波式微波物位（液位和料位）計。圖7-16調頻式微波物位計

通常只需將發(fā)射、接收天線裝在被測料倉（罐）上方，即可對物位進行連續(xù)測量。這種調頻連續(xù)波式微波物位計抗機械噪聲、電磁噪聲能力強，在高溫、高壓、高粘度情況下，可連續(xù)、快速而準確地測出目標物體的物位值。 調頻連續(xù)波式微波物位計工作原理如圖所7-17所示。圖7-17調頻式微波液位計原理示意圖

固態(tài)源頻率變化規(guī)律為： 式中： T——調制波周期； F——調制波頻率； ——固態(tài)源初始頻率； ——本振頻率； ——固態(tài)源在調制信號1/2周期內的頻偏范圍； ——時間。 回波頻率為： 式中 ——回波頻率； ——微波往返于被測對象之間的延遲時間Δt=2L/C，C為光速，L為被測距離；

所以，差頻頻率為

由上式整理得被測距離L為

從上式可以看出被測距離L與差頻頻率成正比。當固態(tài)源的調制頻率F和頻偏一定時，只要測出，就可以計算得到L。

當固態(tài)工作頻偏=300MHz，調制頻率F=1kHz,則有： 即被測距離L每變化1m時，差頻頻率為4kHz。 采用三角波雙重調制可以克服調頻式微波物位計的部分固有誤差；加上采取其他措施，微波物位計的測量精確度可達±1%。測量范圍一般為0.5~20m，最大可達幾十米（由固態(tài)源發(fā)射功率大小決定）以上。7.1.9磁電法

利用磁電轉換原理進行液位測量的磁致伸縮液位計是近年來推出的新產品，圖7-18為磁致伸縮液位計原理圖。圖7-18磁致伸縮液位計原理圖

該磁致伸縮液位計由探測桿（內裝有磁致伸縮線），電路單元和浮子組成三部分組成。探測桿上端部的電子部件產生一個低壓電流“詢問”脈沖，該脈沖沿著磁致伸縮線向下傳輸，并產生一個環(huán)形的磁場，同時產生一個磁場沿波導線向下傳播；探測桿外配有浮子，浮子隨著液位變化沿測桿上下移動，由于浮子內有一組磁鐵，也產生一個磁場，當電流磁場與浮子磁場兩個磁場相遇時，波導線扭曲形成“返回”脈沖，精確測量“詢問”脈沖到接受“返回”脈沖的時間，即便可計算得到液位的準確位置。

目前國內市場商品化磁致伸縮液位計測量范圍大（最大可達20多米），分辨力可達0.5mm，精度等級0.2～1.0級左右，價格相對低廉。是非粘稠、非高溫液體液位測量一種較好和較為先進的測量方法。

7.1.10光學法

激光用于液位測量，克服了普通光亮度差、方向性差、傳輸距離近、單色性差、易受干擾等缺點，使測量精度大為提高。 激光式液位檢測儀由激光發(fā)射器、接收器及測量控制電路組成。工作方式有反射式和遮斷式，在液位測量中兩種方式都可使用，但一般只用作定點檢測控制，不易進行連續(xù)測量。圖7-19為反射式液位檢測原理圖。7-19反射式激光液位檢測原理圖1-激光發(fā)射器；2-上液位接收器；3-下液位接收器 激光發(fā)射器發(fā)出激光束以一定角度照射到被測液面上，經(jīng)液面反射到接收器的光敏檢測元件上。當液位在正常范圍時，上、下液位接收器光敏元件均無接收到激光反射信號；當液面上升或下降到上下限位置，相應位置的光敏檢測元件產生信號，進行報警或推動執(zhí)行機構控制開始加液或停止加液。 激光發(fā)射器有以紅寶石為工作物質的固體激光器，也有氦－氖氣體激光器及砷化鎵半導體激光器；接收器可用光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電管、光電倍增管等各種光電元件。它們都能將光強信號轉化為電信號。