§5物位检测一、概述物位是指各种容器中液体介质界面的高低，两种不溶液体介质的分界面高低和固体粉末状颗粒物料的堆积高度等的总称。例1：污水处理厂进水泵房，潜水泵控制根据集水井液位控制。例2：精馏塔塔底液位控制。1、静电容液位指示计2、超声波液位指示计3、静电容液位开关4、电缆浮球液位开关5、浮球连续式液位指示计6、连杆浮球液位开关7、侧装式浮球液位开关8、流动开关9、压力式液位指示计10、小型浮球液位开关11、磁性浮子式液面计12、光电液位开关物位检测仪表按工作原理可分为：3、差压式物位仪表根据液位或物料堆积高度变化对某点上产生的静（差）压力的变化的原理测量物位。4、电学式物位仪表把物位变化转换成各种电量变化而测量物位。5、声学式物位仪表根据物位变化引起声阻变化、声波的遮断和反射距离不同而测量物位。二、差压式物位计图3-33差压式液位计测量原理图图3-33差压式液位计测量原理图正、负室压差为：(3-23)2、测量液位时的零点迁移（1）、无迁移（2）、正迁移图3-34正迁移测量安装图（2）、正迁移（2）、正迁移方法：在变送器中加一调零迁移弹簧，迁移弹簧的作用是将变送器的测量从起点迁移到某一正数值，同时改变测量范围的上下限值，实现测量范围的平移，但不改变其量程的大小。（3）、负迁移图3-35负迁移测量安装图正压室：负压室：正、负室压差为：(3-25)由式(3-25)可知，当H=0时，－<0。对比无迁移情况，相当于在负压室多了一项压力，其固定压差为，此即为负迁移，这样在液位在0～变化时，差压变送器的输出不再是标准信号。为了使仪表输出反映被测量液位，必须抵消掉负压室的固定压差的作用。方法：调整负迁移弹簧，其作用是将变送器的测量从起点迁移到某一负数值，同时改变测量范围的上下限值，实现测量范围的平移，但不改变其量程的大小。图3-36不同零点迁移情况下的特性曲线【例】如图3－35所示，用差压变送器检测液位。已知=1200kg/，=950kg/,=1.0m,=5.0m,液位变化的范围是0～3.0m，已知当地重力加速度为9.8m/，求差压变送器的量程和迁移量。解：当液位在0～3m变化时，差压的变化量为：Pa根据差压变送器的量程系列，可选择差变的量程为40KPa.当H=0时，有所以差变要进行负迁移，迁移量为37.24KPa，迁移后该差变的测量范围为－37.24～2.76KPa。若采用DDZ-Ⅲ型仪表，则当变送器输出为4mA时，表示H=0,当I=20mA时，H=40×30/35.28=3.4m,即实际可测量液位为：0～3.4m。三、声学式物位检测图3-37声学式物位测量装置(1)声波在介质中传播时会被吸收而衰减，气体吸收最强而衰减最大，液体次之,固体吸收最小而衰减最小。声波在介质中传播时衰减的程度还与声波的频率有关，频率越高，衰减也越大。因此超声波比其他声波在传播时的衰减更明显。(2)声波传播时的方向性随声波的频率的升高而变强，发射的声速也越尖锐，超声波可近似为直线传播，具有很好的方向性。(3)当声波从一种介质向另一种介质传播时，因为两种介质的密度不同和声波在其中传播的速度不同，在分界面上会产生反射和折射。当声波从液体或固体传播到气体，或相反的情况下，由于两种介质的声阻抗相差悬殊，声波几乎全部被反射。声学式物位测量原理：通过测量声波从发射至接收到被物位界面所反射的回波的时间间隔来确定物位的高低。(3-26)式中：v:超声波的传播速度，t:为超声波从发射到接收所经过的时间。图3-38超声波物位计示意图超声波的发射与接收图3-40声波接收测量方法温度补偿设置校正具图3-41应用固定校正具检测液位原理图设置校正具图3-41应用固定校正具检测液位原理图B、活动校具四、射线式物位检测由于射线的可穿透性，它们常被用于情况特殊或环境条件恶劣的场合实现各种参数的非接触式检测，如位移，材料的厚度及成分，流体密度，流量，物位等。物位检测是其中一个典型的应用示例。1、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：式中，I为射入介质前和通过介质后的射线强度；为介质对射线的吸收系数；H为射线所通过的介质厚度。介质不同，吸收射线的能力也不同。一般是固体吸收能力最强，液体其次，气体最弱。当射线源和被测介质一定时，和都为常数。测处通过介质后的射线强度I，便可求出被测介质的厚度H。2、检测系统组成图3-43射线式液位检测原理图2、检测系统组成（2）探测器射线探测器的作用是将其接收到的射线强度转变成电信号，并输给下一级电路。作为射线的检测，常用的探测器是闪烁计数管，此外，还有电离室，正比计数管等。闪烁计数管主要是由闪烁体和光电倍增两部分组成。闪烁体是一