安徽建筑工程學(xué)院建筑環(huán)境測試技術(shù)6課件

第6章:物位測量授課課時(shí)：2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：物位測量的概述及意義。物位測量主要方法及其物位測量儀表的分類。靜壓式物位測量，浮力式物位檢測，電氣式物位檢測，聲學(xué)式物位檢測，射線式物位檢測。各類物位儀表的特點(diǎn)及使用場所。

重點(diǎn)和難點(diǎn):各類物位儀表的測壓原理，測壓儀表的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)。靜壓式測量儀表中量程的遷移。壓力儀表的設(shè)計(jì)和選型。各類物位儀表的測壓原理，測壓儀表的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)主要章節(jié)6.1物位檢測的主要方法和分類6.2靜壓式物位檢測6.3浮力式物位檢測6.4電氣式物位檢測6.5聲學(xué)式物位檢測6.6射線式物位檢測2、物位測量的基本原理

1）力學(xué)原理2）波傳播原理3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理4）基于相對變化原理5）射線穿透原理

3主要分類靜壓式物位檢測根據(jù)流體靜力學(xué)原理檢測物位。靜止介質(zhì)內(nèi)某一點(diǎn)的靜壓力與介質(zhì)上方自由空間壓力之差與該點(diǎn)上方的介質(zhì)高度成正比，因此可利用差壓來檢測液位。

浮力式液位檢測利用漂浮于液面上浮子隨液面變化位置，或者部分浸沒于液體中的物質(zhì)的浮力隨液位變化來檢測液位。電氣式物位檢測把敏感元件做成一定形狀的電極置于被測介質(zhì)中，根據(jù)電極之間的電氣參數(shù)（如電阻、電容等），隨物位變化的改變來對物位進(jìn)行檢測。聲學(xué)式物位檢測利用超聲波在介質(zhì)中的傳播速度及在不同相界面之間的反射特性來檢測物位。射線式物位檢測放射性同位素所放出的射線（如β射線、γ射線等）穿過被測介質(zhì)（液體或固體顆粒）因被其吸收而減弱，通過測量其吸收程度來檢測物位。2.檢測方法

1）壓力式液位計(jì)（開口容器的液位測量）（1）用壓力表測量液位：（2）法蘭式壓力變送器測量液位：用于粘度大、有沉淀、易結(jié)晶、易凝固或具有腐蝕性的介質(zhì)，為防止導(dǎo)壓管堵塞或腐蝕儀表，采用法蘭式壓力變送器。靜壓液位計(jì)3．量程遷移：同時(shí)改變量程的下限和上限而量程保持不變。1）無遷移：2）負(fù)遷移：形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測壓差。正壓室：負(fù)壓室：差壓：液位高度變化形成的差壓值為所以可選擇差壓變送器量程為40kPa所以負(fù)遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)為-37.240kPa。正遷移量為3）正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

6.3浮力式液位檢測1．恒浮力式液位檢測：基本原理：浮于液面上的浮子隨著液位上升或下降，根據(jù)浮子的位置實(shí)現(xiàn)液位的檢測。例如：浮球式水位控制器：調(diào)整箱組件浮筒浮球連桿非導(dǎo)磁管下限水銀開關(guān)磁鋼上限水銀開關(guān)一般即從而被測液位H可表示為即彈簧的位移量與液位成正比。彈簧的頂端連接有一鐵芯，鐵芯隨著彈簧的位移在差動(dòng)變壓器內(nèi)上下移動(dòng)輸出位移信號。浮球式液位計(jì)浮筒液位計(jì)6.4電氣式物位檢測電容式液位檢測為例：當(dāng)兩圓筒間充以介電常數(shù)為ε1的氣體時(shí)，圓筒的電容量為：圓筒形金屬導(dǎo)體適用對象：非導(dǎo)電液體或固體。對于導(dǎo)電液體，電極要用絕緣物覆蓋作為中間介質(zhì)，而液體和外圓筒一起作為外電極。超聲波物位檢測方法通過測量聲波從發(fā)射至接受反射回波的時(shí)間間隔來確定物位高低。6.5聲學(xué)式物位檢測1．超聲波檢測原理：20kHz以上頻率的機(jī)械波稱為超聲波。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時(shí)，因?yàn)閮煞N介質(zhì)的密度不同和聲波在其中的傳播速度不同，在分界面上聲波會產(chǎn)生反射和折射。反射系數(shù)與聲阻抗（）有關(guān)，當(dāng)超聲波傳播速度已知，可根據(jù)時(shí)間求得物位。基于壓電效應(yīng)、和逆壓電效應(yīng)。發(fā)射器：將交變電壓轉(zhuǎn)換成向外發(fā)射的機(jī)械波。接收器：把聲能轉(zhuǎn)換成電能。實(shí)現(xiàn)方法：檢測時(shí)一般采用較高頻率的超聲脈沖。這樣可減少了單位時(shí)間超聲波的發(fā)射能量，又可提高超聲脈沖的幅值好處：前者有利于減少空化效應(yīng)，溫升效應(yīng)，后者可提高測量精度。2．超聲波物位計(jì)的接收和發(fā)射6.6射線式物位計(jì)射線式物位檢測系統(tǒng)主要由射線源、接收器和電子線路等部分組成。射線式物位計(jì)原理框圖思考題1、總結(jié)水箱液位測量中差壓變送器量程遷移的規(guī)律。2、什么是超聲波液位計(jì)？它有什么特點(diǎn)？3、差壓式液位計(jì)按有無遷移量分為哪幾種類型？分別適用什么場所？4、簡述聲學(xué)法液位測量的工作原理，