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    簡述投入式液位計的測量原理

    發布時間:2021-03-15 06:04:12??點擊次數:451次

    當被測介質(液體)的壓力作用于傳感器時,壓力傳感器將壓力信號轉換成電信號。經歸一化差分放大和輸出放大器放大,最后經V/A電壓電流轉換器轉換成與被測介質(液體)的液位壓力成線性對應關系的4~20mA標準電流輸出信號。下面來分析下油罐液位檢測中投入式液位計的工作原理:
    液體密度為Q, 液位高度為H, 大氣壓力為P0, 則液體壓力P=P0十Q H 。若液體密度Q 不變,則測得壓力P就能知道液體深度。變送器采用導氣電纜將大氣壓力P0引人敏感元件背壓一側, 導氣電纜的通氣孔經中繼箱與大氣相通, 從而使P=Q H,這樣就消除了大氣壓力變化引起的測量誤差, 保證了液體深度的精確測量。由下方投入式液位計測量原理圖可知,加在敏感元件上的壓力為P=P。+pH。如果敏感元件完全密封在殼體里,內部一點氣也不透的話,大氣的變動對于敏感元件來說,就相當于水深變化一樣。例如,當被測量的水深為5m 時(比重=1),大氣壓強變動lOmmbar,則造成的測量誤差為:10mmbar=-1.01972*100mmH2O,5m=5000mmH20,誤差為:101.97/5000約等于2%。
    由此可見,大氣變動對液位測量造成的誤差是相當大的。為了解決這一問題,在保證液位計密封性能的前提下,加裝帶有透氣管的屏蔽電線,可從根本上解決大氣變動給投入式液位計帶來的測量誤差問題。
    檢測元件— 傳感器則采用高技術激光精刻的硅膜片傳感器, 在感受到被測液體介質的靜壓后, 將其轉換成O一1 0 0m V 電壓信號, 經屏蔽電纜傳到信號轉換電路上(見圖2), 外部電源通過內部基準電源電路可產生一個基準電壓供放大器和V I/ 轉換電路, 使其不受外界電源變化的影響。為適應不同傳感器的要求, 該電路設置了高精密恒流源或恒壓源兩種電路向傳感器供電。這樣在信號上首先能保證較高的精度, 再經高輸人阻抗放大器和高負載能力的V / I 轉換器就能輸出對應于測量范圍的電流或電壓信號。轉換電路在設計上采用了集成芯片, 并有以下特點:
    (1) 雖然傳感器已在較大范圍內(0 一7 0℃) 實現了溫度補償, 但在信號轉換電路的設計上還是加人了溫補電路以消除電路溫漂對測量的影響, 使環境溫度影響每10℃ 降低0.05 %, 整個液位變送器的溫度影響指標每10 C 達到0.1 %。
    (2) 電源波動對信號輸出的影響極小, 電源在12.7 一38 V 范圍內波動, 其誤差小于基本誤差的二分之一。
    (3) 帶負載能力很高, 非常大為1.2 kΩ。
    (4) 具有極強靈活性, 可以根據用戶需要提供4 ~ 2 0 m A、0 ~ 1 0 m A、0 ~ 2 0 m A, 1 一5 V、0 ~ 5V等多種信號輸出方式。
    (5) 零點和量程調整范圍很大, 量程的壓縮比為5 : 1 , 零點適移量為3 0 %。
    投入式液位計檢測到的罐位信號經信號電纜傳到控制室, 從C R T 或顯示儀上便可觀察到實際罐位的變化情況。

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