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壓力式/差壓式液位傳感器的工作原理解析

2021-1-27  閱讀(1772)

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靜壓式液位計是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理,通過壓力傳感器,將靜壓轉換為電信號,再經過溫度補償和線性修正,轉化成標準電信號,以檢測液位的高低,主要分為壓力式和差壓式液位傳感器。

 

1)壓力式液位傳感器的工作原理

 

對于開口容器,測量液位高度有三種壓力式液位計。

 

壓力表式液位計如圖(a)所示,它利用引壓管將壓力變化值引入高靈敏度壓力表中進行測量。壓力表的高度與容器底等高,壓力表中的讀數(shù)直接反映液位的高度。

 

如果壓力表的高度與容器底不等高,當容器中液位為零時,表中讀數(shù)不為零,為容器底部與壓力表之間的液體的壓力差值,該差值稱為零點遷移,這時要進行正向或負向遷移來消除影響。壓力表式液位計使用范圍較廣,但要求介質潔凈,黏度不能過大,以免阻塞引壓管。

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法蘭式液位變送器如圖(b)所示,變送器裝在容器底部的法蘭上,作為敏感元件的金屬膜和導壓管與壓力變送器的測量室相連,導壓管內封入沸點高、膨脹系數(shù)小的硅晶體,使被測介質與測量系統(tǒng)隔離。

 

法蘭式液位變送器將液位信號轉換為電信號或氣動信號,用于液面顯示或控制調節(jié)。由于采用了法蘭式連接,而且介質不必流經導壓管。因而可檢測有腐蝕性、易結晶、黏度大或有色的介質。

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吹氣式液位計如圖(c)所示,將一根吹氣管插入至被測液體的di面(零液位),使吹氣管通入一定量的氣體,吹氣管中的壓力與管口處液柱靜壓力相等,用壓力計測量吹氣管上端壓力,就可以測量液位。

 

由于吹氣式液位計將壓力檢測電路移至頂部,其使用維修都很方便,很適合于地下儲藏、深井等場合。

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2)差壓式液位傳感器

 

在封閉容器中測量液位的高度,被測液體表面的壓力不一定與大氣壓力相同,此時不能應用壓力式液位計。因為容器下部的液體壓力除了與液位高度有關外,還與液面上的氣體介質壓力有關。在這種情況下,可以采用測量差壓的方法來測量液位。

 

如圖(a)所示為差壓式液位計原理,這種測量方法在測量過程中需消除液面波動對示值的影響,差壓式液位計采用差壓式變送器,經容器底部反映液位高度和液面上氣體的壓力引入變壓器的正壓室;將容器上氣體壓力引入變送器的負壓室。

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引壓方式可根據液體性質選擇,為了防止由于內、外溫差使氣壓引壓管中的氣體凝結成液體,一般在低壓管中充滿隔離液體。差壓式變送器測得的差壓與液位高度成正比。

 

應用此種方法,由差壓式變送器將差壓輸出,經其他方式將壓力轉換成電信號,通過輸出的電信號來檢測液位的高低,當差壓變送器與容器底面不平行時,如圖(b)所示,必須采用零點遷移【當輸入處于范圍下限值時,由于某些影響量引起的輸出值的變化。當下限值不為零值時,亦稱為始點遷移(偏移)】的方法來克服固定差壓的影響。

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如果被測介質具有腐蝕性,差壓變送器的正負壓室與取壓口之間往往需要分別安裝隔離罐,防止腐蝕性介質直接與變送器接觸,如圖(c)所示。

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(來源:網絡,版權歸原作者)

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