第五月 物位测量
1.1物位测量的基本概念
1、物位的定义
设备和容器中液体或固体物料的表面位置。 1）液位：设备和容器中液体介质表面的高低；
2）料位：设备和容器中所存储的块状、颗粒或粉末状固体物料的堆积高低。 2、物位检测仪表
对物位进行测量、指示、控制的仪表，称物位检测仪。 1）按照测量方式可分为连续测量和定点测量两大类。
（1）连续测量方式能持续测量物位的变化，测液位的叫液位计，测料位的叫料位计。
（2）定点测量方式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，测液位的叫液位开关，测料位的叫料位开关。 2）按工作原理分类
直读式物位测量仪表、浮力式物位测量仪表、静压式物位测量仪表、电子式物位测量仪表、超声波式物位测量仪表、辐射式物位测量仪表、导波雷达式物位计等。此外，还有声学式、称重式、重锤式、旋翼式等。
（1）直读式物位测量仪表
采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中的物位的高度。
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。
直读式液位计是一种简单而常用的液位测量仪表。其中最简单的就是直接用直尺插入介质中来测量液位，另外就是用玻璃液位计（按照连通器液柱静压平衡的原理工作的）进行测量。 （2）浮力式物位测量仪表
基于阿基米德定律，适用于液位检测。漂浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液面变化时其浮力会产生相应的变化，从而可以检测液位
浮力式液位计分为浮子式和浮筒式液位计两种。
优点：不容易受到外界环境的影响；浮子或浮筒直接受浮力推动，比较直观、可靠 ，结构简单、维修方便等。
缺点：由于具有可动部件，故容易受摩擦而影响它的灵敏度和增大误差，而且可动部件易被污垢、锈蚀卡死而影响可靠性。另外，由于浮筒或浮子要垂直或横伸于容器中，故所占空间较大。
下面重点介绍浮子式液位计中的一种：磁翻板液位计。 （3）静压式物位测量仪表
静压式液位计：通过测静压力或静压差来测量液位的仪表。 静压式液位计的工作原理：容器中盛有液体或固体物料时，物体对容器的底部或侧壁会产生一定的静压力。当液体的密度均匀，或固体颗粒及物料的密度与疏密程度均匀时，此静压力与物料的物位高度成正比。测出这个静压力的变化就可知道物位的变化。在测量液面上部空
间气相压力有波动的密闭容器的液位时，则采用测量差压的方法。 下面重点介绍静压式液位计中的两种：投入式液位计和压力（差压）变送器液位计。
（4）电子式物位测量仪表
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。
下面重点介绍电子式液位计中的电阻式液位计：电接点水位计。 （5）超声波式物位测量仪表
超声波液位计是利用压电陶瓷产生超声波，超声波遇到物体或液体的界面产生反射液位计测量反射时间来计算液、物位，实现对物位和液位的非接触测量和控制。
适用于各种恶劣和危险环境下的液体和浆体。 下面重点介绍现场使用的几个厂家的超声波物位计。 （6）辐射式物位测量仪表
辐射式物位仪表是根据被测物质对放射线的吸收、散射等特性而设计制造的。
（7）导波雷达式测量仪表
导波雷达液位计的基础是电磁波的时域反射原理，微波脉冲不是通过空间传播，而是通过金属导波杆传播，当遇到与液面的接触面时，由于波导体在气体和液体中的导电性能不同，使波导体的阻抗发生骤然变化，从而产生一个液位原始脉冲，同时在波导体顶部具有一个预先设定的阻抗，该阻抗产生一个可靠的基本脉冲，雷达液位计检测到
液面脉冲后与基本脉冲进行比较，从而计算出液面高度。
下面重点介绍现场使用的E+H和VEGA两个厂家的导波雷达料位计。
1.2磁翻板液位计
磁翻板液位计由就地显示（磁翻板，由机务专业负责）和远传信号（液位传感器，热工专业负责）组成。 1、磁翻板
以浮子内磁钢驱动双色薄片的翻转来指示液位的一种新型仪表。主体内磁浮子随液位的升降而上下运动，同时驱使主体外指示器内的双色薄片翻转，有液位时转示红色、无液位时转示白色。 2、液位传感器
由高灵敏干簧管和精密电阻构成的磁性传感器，当磁性浮子上下移动时，由高灵敏干簧管和精密电阻组成的测量矩阵，随着液位变化电阻链阻值发生线性变化，该变化量通过转换模块输出二线制4～20mA.DC标准信号，传输给显示仪、调节器、计算机等，从而达到显示（记录）、调节（控制）、报警的目的。 3、现场安装
4、安装要求
（1）传感器上零位标记应与磁翻柱液位计零位处于同一水平线上； （2）传感器感应面必须紧贴液位计主导管，并用固定箍固定。 （3）调试
当液位为零时，调节“零位”电位器，使变送器输出为4mA；当液位达到全量程时，调节“满度”电位器，使变送器输出为20mA。如此反复调节几次，即可完成。
注意：调节“零位”电位器将影响满度时输出值，但调节“满度”电位器不影响零位时输出值。出厂时，变送器的零点、满度都已调整好，一般不需要再调整。更换液位传感器时需要与之前的量程需要一致，或需要更改上位机量程。
5、磁翻板液位开关
磁翻板液位开关使用磁敏液位控制（报警）开关，是磁性液位计配套产品，当液位变化时，磁浮子上下移动，液位一旦到达工艺上所设定的控制点时，磁浮子通过磁能吸合高灵敏干簧管，使之输出触点
远传液位计
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