物位的定义及物位检测仪表的分类
仪表及自动化-3、常用仪表
温度检测及仪表 温度检测常用几类
四、热电阻温度计
热电阻温度计是由热电阻（感温元件），显示仪表以及连接 导线所组成。在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进 行温度的测量较为适宜。
热电阻温度计示意图
温度检测及仪表 温度检测常用几类
四、热电阻温度计
测温原理 利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性（电阻温度 效应）来进行温度测量的。 热电阻温度计适用于测量200～+500℃范围内液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。
温度检测及仪表 温度检测常用几类
二、压力式温度计 压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体 的饱和蒸汽压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。 当温包感受到温度变化时，密闭系统内饱和蒸汽产生相应的 压力，引起弹性元件曲率的变化，使其自由端产生位移，再 由齿轮放大机构把位移变为指示值，这种温度计具有温包体 积小，反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点。
化工仪表及自动化
常用仪表
常用现场仪表
温度检测及仪表 压力检测及仪表 流量检测及仪表 物位检测及仪表 调节阀 开关阀
温度检测及仪表
定义
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上讲是物体 分子热运动的剧烈程度。 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两 大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度 较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，故 需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温延迟现象， 同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。 非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的， 测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限 的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比 较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界 因素的影响，其测量误差较大。
讲述物位测量仪表的种类及其原理与特点
讲述物位测量仪表的种类及其原理与特点本文由提供物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动化仪表。
测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或表面位置的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。
物位测量仪表的种类很多，常用的有直读式液位计、差压式物位仪表、浮力式液位计、电容式物位仪表、声波式物位仪表和核辐射物位仪表。
此外，还有电触点式、翻板式和机械叶轮探测式等物位测量仪表。
直读式液位计是将指示液位用的玻璃管或特制的玻璃板接于被测容器，根据连通管原理，从玻璃管或玻璃板上的刻度读出液位的高度。
直读式液位计结构简单、直观，但只能就地读数，不能远传。
差压式物位仪表是假定物料的重度为恒定值，容器中液体或固体物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比，因而可用测压的方法来测量物位。
测量压力可用压力表、压力传感器和压力变送器等。
浮力式液位计是根据液位变化时，漂浮在液体表面的浮子随之同步移动的原理工作的。
这一移动距离通过机构传出或变成气信号或电信号，即可测出液位；也可将浮筒的一部分浸入液体中，并使之不能自由漂浮，则其所受的浮力将随液位或相界面位置而变化，测出此浮力变化即可测出液位。
将浮筒所受浮力变化，经联杆和扭管传到变送器霍耳元件，并变换成相应的电信号输出，那么经过仪表就可显示或调节相界面。
电容式物位仪表的工作原理是把物位的变化，变换成相应电容量的变化，测量此电容量的变化从而得到物位变化的。
电容式物位仪表用于测量导电、非导电液体或固体物料的液位、料位或相界面位置，可供连续测量和定点监控之用。
声波式物位仪表一般分为利用声波阻断原理和利用声波反射原理两类。
声波阻断式物位仪表在物位升高而阻断从发射换能器到接收换能器的声束时，接受换能器接受到的声能会产生突变，并发出突变的开关信号；声波反射物位仪表是根据声波从发射换能器到液面或料面，再从这一表面反射回到接收换能器的时间间隔，来测出物位的。
《仪表选用及DCS组态》 1.4 物位仪表的选用
1.4.4 浮球式液位计
浮球1是由金属（一般为不锈钢）制成的空心球，它通过连杆2与转动轴 3相连，转动轴3的另一端与容器外侧的杠杆5相连，并在杠杆5上加上平衡重 物4，组成以转动轴3为支点的杠杆力矩平衡系统。
1.4.5 电容式物位计
电容式物位计可以 用于液位的测量，也可 以用于料位的测量，但 要求介质的介电常数保 持稳定。
• 对于液面连续测量，宜选用差压式仪表。对于界面测量，可选 用差压式仪表，但要求总液面应始终高于上部取压口。
• 腐蚀性液体、结晶性液体、粘稠性液体、易汽化液体、含悬浮 物液体宜选用平法兰式差压仪表。
高结晶、高粘度、结胶性、沉淀性的液体宜选用插入式法兰差 压仪表。
以上被测介质的液面，如果气相有大量冷凝物、沉淀物析出， 或需要 将高温液体与变送器隔离，或更换被测介质时，需要 严格净化测量头 的，可选用双法兰式差压仪表。
1.4.1 物位的概念及物位检测意义
（1）基本概念 物位：存放在容器或工业设备中物质的高度或位置。 液位：液体介质液面的高低 固体粉末或颗粒状物质的堆积高度称为料位。
液位、界位及料位的测量统称为物位测量。
1.4.2 物位仪表的分类
直读式
直读式物位仪表主要有 玻璃管液位计、玻璃板液位 计等。这类仪表最简单也最 常见，但只能就地指示，用 于直接观察液位的高低，而 且耐压有限。
pA
p2
h
ρ
p1
+-
液位零面
差压式液位变送器 测量液位原理图
设被测介质的密度为
ρ，容器顶部为气相介质，
气相压力为pA，根据静力 学原理可求得 p2=pA p1=pA+ρgh 因此，差压变送器正负压 室的压力差为 △p＝p1-p2 =ρgh
料位计种类及实际应用
仪控一班：丁伟宁
主要内容
一． 概述 二． 电容式液位测量 三． 超声波物位测量 四． 雷达物位测量 五． 射频导纳式料位计
概述
什么叫物位
在热工检测中，我们常把开口容器或密封 容器中液体介质液面的高低称为液位；把两种
液体介质分界面的高低称为界面；把固体粉状
或颗料物在容器中堆积的高度称为料位。而物
计数法测时
发射脉冲 接收脉冲 计数时钟 N个 t
1 H vt 2
若计数时钟频率为f，从发射脉冲瞬间触发计数到接 收脉冲瞬间停止计数，共有N个计数脉冲，
则传播时间t为
N t f
1 vt v 由 H vt 得 H 2 2 2f
其中 Δt－计数脉冲周期 f－计数脉冲频率
ΔH－液位分辨率 电磁波速度（即光速）v 3 108 m/s， ΔH＝1.5 mm
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
结构： 两个同轴圆筒电极组成 的电容器。
当液位高度为0时，传感器电容量 C0为
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
原理：基于圆筒形电容器的电
容值随物位而变化。
当液位变化，园筒形电极一部份被物
料浸没，浸没深度H， 极板间存在两 种介质的介电常数ε 1 (原设有中间介 质介电常数)、ε 2 (被测物料的介电 常数) ,将引起电容量的变化CH。
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
概述
对物料储量的计算，而后者则在振动或力、
化工仪表及自动化答案--9---物位检测及仪表
三、电容式物位传感器
1.测量原理★ 2.液位的测量★ 3.料位的测量
1.测量原理
【引】电容式物位传感器是利用圆筒形电容器的电容值随物位 变化而变化的原理而工作的。
1.测量原理：在电容器的极板之间充以不同的介质时，由于 介电系数的不同，电容量的大小也会不同。测出电容量的 变化即可检测物位的高低。 H→△C
⇒ 此时，仪表的输出I0不能正确反映出液位的数值H。
⇒ 需要对差压变送器进行零点迁移，使得：
H = 0时，差压变送器输出I0 = 4mA； H = Hmax时，差压变送器输出I0 = 20mA。 即使液位的零值和满量程能与变送器输出的上下限相对应。
2.零点迁移问题
（3）差压变送器零点迁移的方法：可调节变送器上的迁移 弹簧，使得当液位H=0时，尽管差压变送器的输入信号Δ p≠0，但变送器的输出为最小值（对DDZ Ⅲ型，即 I0=4mA）。 H=0时， 尽管Δp≠0，但仍使I0=4mA
习题
Ex50.思考：
若 H = 2 m， 被 测 液 体 的 密 度 ρ min = 1.0 × 10 3 kg / m 3 , ρ max = 1 .5 × 1 0 3 kg / m 3。 求 差 压 变 送 器 的 差 压 变 化 范 围 。 （ g取 9.8N/kg）
解 ： ∆p min =Hgρ min = 2 × 9.8 × 1.0 × 103 N/m 2 = 19600 Pa ∆p max =Hgρ max = 2 × 9.8 ×1.5 ×103 N/m 2 = 29400 Pa
⇒ 范 围 ：19600 P a ~ 29400 P a。
（6）声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、 声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化即可测 出物位。
化工仪表及自动化课件第四节物位检测及仪表
一、直读式物位仪表
直读式物位计主要 是玻璃液位计， 玻璃液 位计是按照连通器液柱 静压平衡的原理工作的， 按结果可以分为玻璃管 式和玻璃板式两种。
玻璃液位计的长度为300～1200mm。可就地 指示较低的敞口或密闭容器的液位。玻璃液位计结 构简单、价廉、直观，适于现场使用。但易破损， 内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。
静压液位计
4、差压式液位计（密闭容器的液位测量）
P p10 gH
P p10
P P P gH
抵消了容器上部压力变 化对测量的影响。 安装方式:导压管、法兰式。
零点迁移
同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。 1．无迁移：
P gH
2．负迁移
形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。
所以可选择差压变送器量程为40kPa 当H=0时，
P (h2 h1)2g (5 1) 9509.8 37240Pa
所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为37.240kPa。
3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。
P g(H h)
正迁移量为 Байду номын сангаасgh
Ki为比例常数，包含有 （ε-ε0） 。（εε0）值越大，仪表越灵敏。D与d越接近，也就是 两级板距离越小，仪表的灵敏度越高。
3、导电液体物位测量
内电极为直径为d的金属棒，
外套绝缘管或涂以搪瓷作为电介 ε0
ε
质和绝缘层。
ΔH L
H
d
D D0
电容物位计在测量导电液时，采用的是变面积 的方法。此时变送器电极是电容极板之一，被测的 导电液是电容的另一个电极，变送器探头的包覆绝 缘材料是一个介电常数固定的电介质。物料的高低 决定了电容极板面积的大小，而改变了电容值。
液位培训(1)
液位培训(1)
二、物位检测的作用 1、确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需
要或进行经济核算； 2、为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定
• 3、 在使用中，应定期清洗玻璃管内外壁污垢，以保 持液位显示清晰。清洗程序：先关闭与容器连接的上、 下阀门，打开排污阀，放净玻璃管内残液，使用适当 清洗剂或采用长杆毛刷拉擦方法，清除管内壁污垢。
• 4、 如果石英管断裂或挂垢严重需要更换时，具体步 骤：拆下表体，拧开两端螺帽和螺母，用木棍将石英 玻璃管从一端向另一端敲击，取出石墨环，将新石英 管装入，再将石墨环套在石英管上，等距嵌入表体内， 拧紧两端螺母及螺帽，确认无渗漏后，即可投入运行。
液位培训(1)
第三章磁性浮子液位计
第五章 电缆浮球液位开
工作原
关
电缆浮理球开关是根据重力与浮力的
原理设计而成，用大容量微动开关
作为节点输出，当浮球与水平面上 仰角度超过28°时，便会输出一个 开关量信号。
特点
可自动调节，易于操作，便于安装，安 全可靠，免予维修，无毒环保。它对污 水有抵抗作用，广泛应用于家庭，厂矿 等的水池，油，酸和碱的池，桶，槽， 灌等的容器中。
液位培训(1)
第三章 绳浮球液位计
测量原理：阿基米德原理
系统构成：
平衡重物;DN50*230mm
不锈钢或碳钢管
浮标：卫生级不锈钢管或衬塑管DN150*210
绳：四氟绳或尼龙绳
滑轮：尼龙轮：DN100
支架：T型架 单或双个角钢50*50 长度以便 于两侧自由移动为标准，自行确定
自动化仪表的分类
自动化仪表的分类在工业自动化领域，仪表扮演着重要的角色，它们负责监控、测量和控制系统参数，确保生产过程的安全、稳定和高效。
根据不同的特性和应用场景，自动化仪表可以分为以下几类：1、温度仪表：温度仪表主要用于测量和监控生产过程中的温度。
它包括热电偶、热电阻、温度开关、温度变送器等。
这些仪表可以确保设备在安全的温度范围内运行，同时也可以帮助优化生产过程。
2、压力仪表：压力仪表主要用于测量和监控生产过程中的压力。
它包括压力开关、压力变送器、压力表等。
这些仪表可以确保设备在安全的压力范围内运行，防止过压或欠压对设备造成的损害。
3、流量仪表：流量仪表主要用于测量和监控生产过程中的流量。
它包括流量开关、流量计、流量变送器等。
这些仪表可以用于测量液体的流量，也可以用于测量气体的流量。
它们可以帮助优化生产过程，提高生产效率。
4、物位仪表：物位仪表主要用于测量和监控生产过程中的液位或料位。
它包括液位开关、液位计、料位开关等。
这些仪表可以确保设备在安全的液位或料位下运行，防止过液或欠液对设备造成的损害。
5、过程控制仪表：过程控制仪表主要用于测量和监控生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位等。
它包括各种传感器、变送器、调节阀等。
这些仪表可以用于实现自动化控制，提高生产过程的稳定性和效率。
6、分析仪表：分析仪表主要用于对生产过程中的物质进行分析和检测，例如气体分析仪、水质分析仪等。
这些仪表可以帮助企业了解生产过程中的物质成分，优化生产过程，提高产品质量。
7、执行器及辅助设备：这类仪表包括各种电动执行器、气动执行器、调节阀以及各种辅助设备。
它们主要负责执行控制系统的指令，实现对生产过程的精确控制。
以上就是自动化仪表的主要分类。
每一种类型的仪表都有其特定的应用场景和作用，了解和掌握这些分类有助于更好地选择和使用合适的自动化仪表，提高工业生产的效率和安全性。
随着科技的不断进步，自动化仪表的种类和应用也在不断增加和扩展，未来我们有望看到更多的新型自动化仪表在工业领域得到应用。
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物位的定义及物位检测仪表的分类
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物位的定义
“物位”一词统指设备和容器中液体或固体物料的表面位置。
对应不同性质的物料又有以下的定义。
1.液位，指设备和容器中液体介质表面的高低。
2.料位，指设备和容器中所储存的块状、颗粒或粉末状固体物料的堆积高度。
3.界位，指相界面位置。
容器中两种互不相溶的液体，因其重度不同而形成分界面，为液-液相界面;容器中互不相溶的液体和固体之间的分界面，为液-固相界面。
液-液、液-固相界面的位置简称界位。
物位是液位、料位、界位的总称。
对物位进行测量、指示和控制的仪表、称物位测量仪表。
物位测量仪表的分类
由于被测对象种类繁多，测量的条件和环境也有很大差别，所以物位测量的方法有多种多样，以满足不同生产过程的测量要求。
物位测量仪表按测量方式分为连续测量和定点测量两大类。
连续测量方式能持续测量物位的变化。
定点测量方式则只检测物位是否达到上限、下限或某个特定位置，定点测量仪表一般称为物位开关。
按工作原理分类，物位测量仪表有直读式、静压式、浮力式、机械式、电气式等。
1.直读式物位检测仪表，采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中物位的高度。
方法可靠、准确，但是只能就地指示。
主要用于液位检测和压力较低的场合。
2.静压式物位检测仪表，基于流体静力学原理，适用于液位测量。
容器内的液面高度与液柱重t所形成的静压力成比例关系，当被测介质密度不变时，通过测量参考点的压力可测知液位。
这类仪表有压力式、吹气式和差压式等形式。
3.浮力式物位测量仪表，其工作原理基于阿基米德定律，适用于液位测量。
漂浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液面变动时其浮力会产生相应的变化，从而可检测液位。
这类仪表有各种浮子式液位计、浮筒式液位计等。
4.机械接触式物位测址仪表，通过测址物位探头与物料面接触时的机械力实
现物位的测址。
这类仪表有重锤式、旋翼式和音叉式等。
5.电气式物位测量仪表，将电气式物位敏感元件置于被测介质中，当物位变化时其电气参数如电阻、电容等也将改变，通过检测这些电量的变化可知物位。