A
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（3-65） （3-66） （3-67）
第四节 物位检测及仪表
将式（3-67）代入式（3-65），得
L2
K A
M0
（3-68）
如果液罐的横截面积A为常数，得
图3-49 称重式液罐计量仪
1—下波纹管；2—上波纹管；3— 液相引压管；4—气相引压管； 5—砝码；6—丝杠；7—可逆电 机；8—编码盘；9—发讯器
测介质的介电系数ε与空气介电系数ε0不等的原理进行 工作，（ε-ε0）值越大，仪表越灵敏。电容器两极间
的距离越小，仪表越灵敏。
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第四节 物位检测及仪表
3.料位的检测
用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于 固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组 成电容器的两极来测量非导电固体料位。
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第四节 物位检测及仪表
2.零点迁移问题
在使用差压变送器测量液位时，一般来说
p Hg
实际应用中，正、负室压力p1、p2分别为 p1 h12 g H1g p0 p2 h22 g p0
图3-41 负迁移示意图
则 p1 p2 H1g h12 g h22 g
p H1g h2 h12g
L2 Ki M 0
式中
Ki
K A
A1L1 AM
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第五节 温度检测及仪表
一、温度检测方法
温度不能直接测量，只能借助于冷热不同物体之间 的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同 而变化的特性来加以间接测量。
按测量范围 高温计、温度计
分 按用途
标准仪表、实用仪表
类 按工作原理 膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶
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第四节 物位检测及仪表
四、核辐射物位计
射线的透射强度随着通过介质层厚度的增加而减弱，具 体关系见式（3-63）。
特点
I I0eH
（3-63）
➢ 适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧 毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾 状态的介质的物位测量，还可以测量高 温融熔金属的液位。
➢ 可在高温、烟雾等环境下工作。 图3-48 核辐射物位计示意图 ➢ 但由于放射线对人体有害，使用范围 1—辐射源；2—接受器 受到一些限制。
左图所示为用金属电极棒插入容器来测量 料位的示意图。
电容量变化与料位升降的关系为
图3-47 料位检测 1—金属电极棒；2—容器壁
CX
2 0 H
ln D
d
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第四节 物位检测及仪表
优点
➢ 电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。
缺点
➢ 需借助较复杂的电子线路。 ➢ 应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要 发生变化这种情况。
某差压变送器的测量范 围为0～5000Pa，当压差由 0变化到5000Pa时，变送器 的输出将由4mA变化到 20mA，这是无迁移的情况， 如左图中曲线a所示。负迁 移如曲线b所示，正迁移如 曲线c所示。
图3-43 正迁移示意图
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第四节 物位检测及仪表
3.用法兰式差压变送器测量液位
为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、 易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使 用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如下图 所示。
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第四节 物位检测及仪表
五、称重式液罐计量仪
该计量仪既能将液位测得很准，又能反映出罐中真实的质量 储量。 称重仪根据天平原理设计。
杠杆平衡时 p1 p2 A1L1 MgL2
（3-64）
由于
p2 p1 Hg
代入（3-64）
L2
A1L1 M
H
KH
如果液罐是均匀截面 M 0 HA
H M 0
d
当液位上升为H时，电容量变为
3-46 非导电介质 的液位测量
C 2H 2 0 L H
ln D
ln D
d
d
电容量的变化为
1—内电极；2—外电极； 3—绝缘套；4—流通小
孔
CX
C C0
2 0 H
ln D
KiH
11
d
第四节 物位检测及仪表
结论 电容量的变化与液位高度H成正比。该法是利用被
化工仪表及自动化
第三章 检测仪表与传感器
内容提要
物位检测及仪表
概述 差压式液位变速器 电容式物位传感器 核辐射物位计 称重式液罐计量仪
温度检测及仪表
温度检测方法 热电偶温度计 热电阻温度计 电动温度变送器
1
内容提要
一体化温度变送器 智能式温度变送器 测温元件的安装
现代检测技术与传感器的发展
软测量技术的发展 现代传感器技术的发展
2
第四节 物位检测及仪表
一、概论
几个概念
液位 料位 液位计 界位计
测量物位的两个目的 按其工作原理分为
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
3
第四节 物位检测及仪表
二、差压式液位变送器
d
当 D 和 d 一定时，电容量 C 的大小与极
板的长度 L 和介质的介电常数ε的乘积成 图3-45 电容器的组成 比例。
1—内电极；2—外电极
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第四节 物位检测及仪表
2.液位的检测
对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
当液位为零时，仪表调整零点，其零点的
电容为
C0
2 0L
ln D
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第四节 物位检测及仪表
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。 迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小。
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第四节 物位检测及仪表
举例
图3-42 正负迁移示意图
1.工作原理
图3-39 差压液位变送器 原理图源自图3-40 压力表式液位计
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第四节 物位检测及仪表
将差压变送器的一端接液相，另一端接气相
因此
p1 p Hg
p2 p
p p1 p2 Hg
当被测容器是敞口的，气相压力为大气压时，只需将 差压变送器的负压室通大气即可。若不需要远传信号， 也可以在容器底部安装压力表，如图3-40所示。
温度计、热电阻温度计和辐射高温计
按测量方式 接触式与非接触式
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第五节 温度检测及仪表
法兰式差压变送器 按其结构形式
图3-44 法兰式差压变送器测量液位示意图 1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器
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➢ 单法兰式 ➢ 双法兰式
第四节 物位检测及仪表
三、电容式物位传感器
1.测量原理
通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同 液体的分界面。
两圆筒间的电容量C
C
2 L
ln D