广东2022中职 《传感器及应用（电类）》 模块 六 液位的测量 课件

2023/1/24 2023/1/24 模块六 液位的测量 储积的液体与上面的空气或其他气体的分界面统称为液位，用来测量液位的仪表称为液位计。液位测量是利用液位传感器将非电量的液位参数转换为便于测量的电量信号，通过电信号的计算和处理，可以确定液位的高低。 液位检测在现代工业生产过程中具有重要地位。一方面通过液位检测可确定容器里的原料、半成品或成品的数量；另一方面是通过检测，连续监视或调节容器内流入和流出液体的平衡。 物位检测方法有直读法、浮力法、静压法、电容法、核辐射法、超声波法以及激光法、微波法等。 2023/1/24 模块六 液位的测量 课题一 液位传感器 课题二 电容式液位传感器 课题三 超声波液位传感器 2023/1/24 [任务导入] 在野外水位自动测量中， 尤其是汛期雨水量大时，水库工作人员随时要监测水位信息，以便控制水位在警戒线以下，此时水库水位准确，可靠的测量是十分重要的。选择合适的液位计事关水库水位测量的准确度。 课题一 位移传感器 2023/1/24 浮子液位计原理简单、误差来源少,为水利部门常用水位测量仪器, 适用于集水面积 较大的水库水位观测。 浮子液位计的工作原理是什么？其结构、特点如何？这就是我们本课题的任务目标。 2023/1/24 ◆ 知识点 ¤　学习液位传感器的基本工作原理 ¤　掌握液位传感器的基本测量方法 ◆ 技能点 ¤　掌握液位传感器的一般测量方法 2023/1/24 [相关知识] 一、液位传感器 2023/1/24 浮力式液位检测的基本原理是通过测量漂浮于被测液面上的浮子(也称浮标)随液面变化而产生的位移来检测液位；或利用沉浸在被测液体中的浮筒(也称沉筒)所受的浮力与液面位置的关系来检测液位。前者一般称为恒浮力式检测（或浮子式）后者一般称为变浮力式检测。 2023/1/24 2023/1/24 二、恒浮力式浮子液位计 1.浮标；2.磁铁； 3.铁芯；4.导轮； 5.非导磁管； 6.浮球；7.连杆； 8.转动轴；9.称锤 1 0.杠杆 将浮子用绳索连接并悬挂在滑轮上，绳索的另一端挂有平衡重锤。浮子所受重力和浮力之差与平衡重锤的重力相平衡，使浮子漂浮在液面上。液面稳定后，浮子所受浮力不变。 2023/1/24 三、变浮力式浮子液位计 变浮力式液位测量是利用浮筒实现液位检测的。浮筒浸没在液体中，液面高度不同所受的浮力不同，以此来检测液位的变化。 将空心金属浮筒挂在弹簧上，弹簧的另一端固定。弹簧因浮筒的浮力被 压缩。当液面变化时，浮筒的浮力改变，浮筒的浮力、重力和弹簧的弹力达到平衡时，浮筒停止移动。 2023/1/24 式中x0 ——弹簧由于浮筒重力 被压缩时弹簧长度 C—— 弹簧的刚度 ρ—— 浸没浮筒的液体 密度 由上式可知，当液位变化时，液位高度H与浮筒位移变化量△x成正比关系。因此变浮力物位检测方法实质上就是将液位转换成敏感元件浮筒的位移变化。 2023/1/24 除此之外，还可以将浮筒所受到力通过扭力管达到力矩平衡，把浮筒的位移变成扭力管的角位移，进一步用其他转换元件转换为电信号，构成一个完整的液压计。 浮筒式液压计应用广泛，结构简单，性能可靠不仅能检测液位，而且还能检测液体分界面。应用于水利、污水处理、 制水行业、循环水工艺、 其它工艺过程。 2023/1/24 [任务实施 ] 在本课题野外水位自动检测中，被测介质清晰干净、不混浊，环境温度变化不大，可以采用浮子式液位计进行测量。电缆式浮球液位开关是水利部门常用水位测量仪器， 它基于浮子式液位测量原理。它的结构是注塑一体成型，结构坚固，价格低，寿命长。安装简单，安全可靠，无毒环保，免维护。 2023/1/24 1. 电缆式浮球结构尺寸 2023/1/24 2、技术参数 测量精度 ±5mm（绝对误差） 测量范围 0～6000mm 工作压力 1.6,2.5,4.0,6.4,10.0,16.OMPa 工作温度 ≤120℃ 介质密度 ≥0.45g/cm3(介质压力≤6.4MPa), ≥0.70g/cm3(介质压力≥10.OMPa) 介质粘度 ≤1S（10-4m2/s） 2023/1/24 3、测量安装说明