概述7.1.物位检测的定义及物位检测仪表的分类一、物位的定义1.物位指设备和容器中液体或固体物料表面位置。对应不同性质的物料又有以下定义：液位指设备和容器中液体介质表面的高低料位指设备和容器中所储存的块状、颗粒状或粉末状固体物料的堆积高度。界位指相界面位置。(液-液、液-固)分界面不够清楚，有浑浊段物位是液位、料位、界位的总称。2.物位检测仪表对物位进行测量、指示和控制的仪表，称物位检测仪表。二、物位测量的工艺特点和主要问题2.料位测量的工艺特点物料自然堆积时，有堆积倾斜角，因此料面是不平的,难以确定料位高度。物料进出时，又存在着滞留区（由于容器结构而使不易流动的死角处，叫做滞留区），影响到物位最低位置的测准。储仓或料斗中，物料内部可能存在大的孔隙，或粉料之中存在小的间隙，前者影响对物料储量的计算，而后者则在振动或压力、湿度变化时物位也随之变化。3.界位测量中最常见的问题是界面位置不明显，浑浊段的存在也影响测准。三、物位检测仪表的分类被测对象、检测条件或环境各不相同，故方法很多，以满足不同的需要按测量方式：连续测量和定点测量（物位开关）按工作原理：直读式采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中的物位高度。主要用于液位检测和压力较低的场合静压式基于静力学原理液位，有压力式、吹气式和差压式浮力式基于阿基米德定律液位，有浮筒式和浮子式液位计机械式通过机械力测量有重锤式、音叉式电气式通过敏感元件其他方法如声学式、射线式、光纤式等7.2直读式液位计7.2直读式液位计当用玻璃液位计进行精确测量时应注意：应使容器和仪器中的介质具有相同的温度，以免因密度不同而引起示值误差。玻璃液位计管径不宜太小，以免因毛细现象而引起示值误差。应尽量减小连通管上的流动阻力，以减小液位快速变化时产生的动态误差。为了改善仪表的动态性能，也不能把连通管上的阀门省掉。当玻璃管一旦发生损坏时，可利用连通管上的阀门进行切断，以免事故扩大。7.3静压式液位计7.3.1压力计式液位计压力计式液位计的特点：优点：比较简单，而且测量范围不受限制，信号可以远传。缺点：精度受到压力表精度的限制，而且只适用于敞口容器的测量，当液体密度发生变化时，会引入一定的误差。如果被测介质具有腐蚀性，应在仪表与被测液体之间加装隔离罐。但是应注意隔离液与被测液体之间不能发生互溶现象。7.3.2差压式液位计7.3.3法兰式压力变送器的应用7.3.3法兰式压力变送器的应用法兰式差压变送器适宜于：测量腐蚀性、结晶性、粘稠性和含有悬浮物的液体的液位和界位测量。法兰式差压变送器缺点：比普通的差压变送器贵，而且有的毛细管内的充灌液很容易渗漏掉。反应比普通的差压变送器迟缓，特别是天冷的时候，仪表的灵敏度更低。法兰式液位计的测量范围还受毛细管长度的限制。7.3.4静压式液位计的零点迁移差压变送器在液位基准面下方h处，这时，作用在差压变送器正、负压室的压力分别为p1＝ρg(H+h)+p0p2＝p0差压变送器的差压输入为Δp＝p1－p2＝ρg(H+h)H=0时，Δp=ρgh>03.负迁移如图所示的液位测量系统，气相导压管中充满的不是气体而是冷凝水（其密度与容器中的水的密度近似相等）。7.3.5静压式液位计的特点7.4浮力式液位计原理其平衡关系为：W——浮子所受的重力；F——浮子所受的浮力；G——平衡重物的重力密闭容器中用浮子液位计测量液位示意图：杠杆浮球式液位计分为内浮式和外浮式。使用时若有沉淀物或凝结物附在浮球上，要重新调整平衡锤的位置，校正零位。这类仪表变化灵活，容易适应介质的温度、压力、粘度等条件。但受机械杠杆长度的限制，测量范围较小。翻板由极薄的导磁金属制成，每片宽10mm，垂直排列，并各自能绕框架上的小轴旋转。翻板的一面涂有红漆，另一面涂银灰漆。翻板式液位计工作原理动画演示7.4.2浮筒式液位计测量原理：将一截面相同、重力为G的圆筒形金属浮筒悬挂在弹簧上，其中浮筒的一部分被液体浸没，此时浮筒所受的作用力有三个：①浮筒本身的重力；②弹簧的弹力；③浮力。在浮筒平衡时有：当液体变化时，由于浮筒所受的浮力发生变化，则浮筒的位置也要发生变化。如液位上升ΔH，则浮筒要上移Δx。液位变化时有：得：可见：浮筒产生的位移Δx与液位变化ΔH成比例。指出：如果在浮筒的连杆上安装一铁芯，则差动变速器便可输出相应的电信号，从而测量出相应的液位高低。2.浮筒式液位计的校验（1）挂重法（又称干法）挂重法校验浮筒式液位计，是将浮筒取下后，加上与各校验点对应的某一砝码重力来校验的。例7-1设一浮筒式液位计中浮筒的重力G1＝14.41N，挂链重力G2＝0.46N，浮筒的外径D＝13mm，浮筒的长度L＝4600mm，液相介质的密度ρ1