北京化工大学：《过程装备控制技术及应用》课程电子教案（课件讲稿）第三章 过程检测技术 §3-7 液位测量

3.7液位测量 容器内液体介质液面的高低称液位。 测量目的： 测知容器中物料的存储量，对物料进行监控， 保证顺利和安全生产。 液位计分类： 直读式、浮力式、静压式、电容式、光纤式、 激光式、核辐射和超声波式

2 容器内液体介质液面的高低称液位。 测量目的： 测知容器中物料的存储量，对物料进行监控， 保证顺利和安全生产。 液位计分类： 直读式、浮力式、静压式、电容式、光纤式、 激光式、核辐射和超声波式。 3.7 液位测量

一，浮力式液位计 工作原理： 利用漂浮在液面上的浮子实现液位测量。 浮子因浮力作用漂浮在液面上，其位置代 表了液面的位置。 当液面变化时，浮子随液面一起变化，从 而产生位移。经传递、放大、最终显示出液位 的变化和液面高度

3 一.浮力式液位计 工作原理： 利用漂浮在液面上的浮子实现液位测量。 浮子因浮力作用漂浮在液面上，其位置代 表了液面的位置。 当液面变化时，浮子随液面一起变化，从 而产生位移。经传递、放大、最终显示出液位 的变化和液面高度

(1)恒浮力式液位计 测量原理： 浮子自身重力： G=. D2ap18 4 浮子所受浮力： F= D2bpog 式中：p一浮子密度； 4 P一液体密度

4 (1)恒浮力式液位计 ① 测量原理： 浮子自身重力： 浮子所受浮力： 式中： —浮子密度； —液体密度。 G D a g1 2 4    F D b g0 2 4    1  0

设浮子所受外力为：F 当浮子处于平衡位置时， F+F=G 当液体上升△时，浮子浸在液体中的体积增加， 浮力增大△F,则 AF=DAhpog 在外力F不变时， F+(F+△F)>G

设浮子所受外力为： 当浮子处于平衡位置时， 5 当液体上升Δh时，浮子浸在液体中的体积增加， 浮力增大ΔF，则 在外力F’不变时， ' F F  F  G ' F D h g0 2 4      F  F  F  G

由于△F的作用，迫使浮子上浮。 浮子的升降是随液位的升降而变化的。 当重新达到平衡后，浮子的静止位置就表示了 新液面的位置

6 由于ΔF的作用，迫使浮子上浮。 浮子的升降是随液位的升降而变化的。 当重新达到平衡后，浮子的静止位置就表示了 新液面的位置

②浮子的结构形式 浮力式液位计的不灵敏区： 由于仪表各部件之间存在摩擦等阻力，只 有当浮力的变化量△F达到△F时，浮子才能动 作△h。 △ho △F 浮力式液位计的不灵敏☒

7 ② 浮子的结构形式 浮力式液位计的不灵敏区： 由于仪表各部件之间存在摩擦等阻力，只 有当浮力的变化量ΔF达到ΔF0时，浮子才能动 作Δh0。 0 0 F h   — 浮力式液位计的不灵敏区

浮力式液位计的不灵敏区 △ho △ho 4 △F π πD2p8 4 D2△hPg (b) (c) (a) (a)扁平浮子；(b)扁圆柱浮子；(c)高圆柱形浮子

8 D g D h g h F h 0 2 0 0 2 0 0 0 4 4                 浮力式液位计的不灵敏区 (a)扁平浮子；(b)扁圆柱浮子；(c)高圆柱形浮子

③恒浮力液位计结构形式 a.滑轮式液位计 1一浮子； 2一刻度尺； 3一平衡重； 4一滑轮； 10一指针。 (a) 浮子通过钢丝绳经由滑轮与平衡重块相连。 液位、浮子、指针、平衡重同步移动，通过指针在 刻度尺上指示的位置测得液面高度

9 ③恒浮力液位计结构形式 a.滑轮式液位计 1—浮子； 2—刻度尺； 3—平衡重； 4—滑轮； 10—指针。 浮子通过钢丝绳经由滑轮与平衡重块相连。 液位、浮子、指针、平衡重同步移动，通过指针在 刻度尺上指示的位置测得液面高度

b.鼓轮式液位计 1一浮子； 2 2一刻度尺； 3一平衡重； 5一啮合齿轮； 6、7一鼓轮。 (b) 鼓轮是用齿轮啮合来传递位移，可通过改变齿 轮的齿数来改变仪器的量程

10 b. 鼓轮式液位计 1—浮子； 2—刻度尺； 3—平衡重； 5—啮合齿轮； 6、7—鼓轮。 鼓轮是用齿轮啮合来传递位移，可通过改变齿 轮的齿数来改变仪器的量程

c.磁力式液位计 1一浮子； 2 2一刻度尺； 3一平衡重； 10—指针： 11一不导磁桶。 (c) 利用浮子与磁铁之间的引力来实现对液位 变化的信号的传递，适应用于密闭容器

11 c. 磁力式液位计 1—浮子； 2—刻度尺； 3—平衡重； 10—指针； 11—不导磁桶。 利用浮子与磁铁之间的引力来实现对液位 变化的信号的传递，适应用于密闭容器