热工测试技术-第5章.ppt

第五章物位测量液位计：
用来检测液位的仪表
界面计：
用来检测分界面的仪表
料位计：
用来检测固体料位的仪表一、物位检测的主要方法
最直观的是直读式方法。

常用的物位检测方法：
1、静压式物位检测
2、浮力式物位检测
3、电气式物位检测
4、声学式物位检测
5、射线式物位检测二、物位检测的基本原理

1、基于力学原理
敏感元件所受的力（压力）的大小与物位成
正比，它包括静压式、浮力式和重锤式物位
检测等
2、基于相对变化原理
当物位变化时，物位与容器底部或顶部的距离发生改变，通过测量距离的相对变化可获得物位的信息。
这种检测原理包括声学法、微声法和光学法等。

3、基于某强度性物理量随物位的升高而变化增加原理
例如：射线的吸收强度，电容器的电容量等。§5-2静压式物位检测
一、检测原理
根据流体静力学原理，静止介质内某一点的
静压力与介质上方自由空间压力之差与该点
上方的介质高度成正比。A的上部为大气时二、实现方法
1、压力计式液位计
要求：
①压力指示值与液位高
度满足

②液体密度为定值2、差压式液位计
要求：
①差压指示值受液体密
度和差压表的安装位置
影响

②对安装位置引起的指
示偏差应用“量程迁
移”来解决。3、法兰式液位计

适用于具有腐蚀性
或含有结晶颗粒以
及粘度大、易凝固
的液体介质。设差压变压器正、负压室所受到的压力分别为
可见，
当H=0时，，差压变压器未受任何附加静压；
当时，。
这说明差压变送器无需迁移。（2）负迁移
当容器中液体上方空间的气体是可凝性的，
为保持负压室所受的液柱高度恒定，或者被
测介质有腐蚀性，为了引压管的防腐，常常
在差压变送器正、负压室与取压点之间分别
装有隔离罐，并充以隔离液（密度为）。2024/9/7差压变送器受到一个附加的负差压作用，
这就要设法消除-B的作用。（3）正迁移
在实际安装差压变送器时，不能保证变送器
和零液位在同一水平面上。

设连接负压室与容器上部取压点的引压管中
充满气体，并忽略气体产生的静压力。由上式，当H=0时，2024/9/7§5-3浮力式物位检测
一、基本原理

通过测量漂浮于被测液面上的浮子（浮标）
随液面变化而产生的位移—恒浮力式检测

利用沉浸在被测液体中的浮筒（沉筒）所受
的浮力与液面位置的关系检测液面—变浮力
式检测二、恒浮力式物位检测三、变浮力式物位检测1、原理依据：（1）

当浮筒进入液体中后，弹簧的位移改变量为

根据力平衡可得
（2）
将（1）式代入（2）式一般情况下，，从而被测液位H
可表示为§5-4电气式物位测量

一、基本原理
利用敏感元件直接把物位变化转化为电参数
的变化。
可以分为电阻式、电容式和电感式等。

二、电容式物位检测
基于圆筒电容器工作的。两圆筒间充有介电常数
为的气体，则由该圆筒组成的电容器的电容量为：
整理后为§5-5声学式物位测量
一、超声波检测原理
（1）超声波可以在气体、液体及固体内传播，并有各自的传播速度。
（2）声波在介质中传播时会被吸收而衰减。
（3）声波传播时的方向性随声波的频率的升高而变强。可近似为直线传播，具有很好的方向性。
（4）当声波从一种介质向另一种介质传播时，会发生发射和折射。二、超声波物位检测计
通过测量声波从发射至接受到被测物位界面
所反射的回波的时间间隔来确定物位的高低。

v—超声波传播的速度
t—超声脉冲从发射到接收所经过的时间。
H—超声发生器和接受器到液面的距离