第二章给排水自动化仪表与设备ppt课件.ppt

第二章 给排水自动化仪表与设备,一、检测的概念, 2.1 检测技术基础,被检测参数：指需要数值定量的一些参数或物理量，它含有表征被测对象某些特征的定量信息。,检测：用实验的方法，借助一定的仪器或设备，把被检测参数与其单位进行比较，求其二者的比值，从而得到被检测参数数值大小的过程。,x0 = X0 / u,被检测参数的真值,被检测参数,单位,x X0 / u,检测值,二、检测仪表的组成,4、5、6传输通道,对象,传感器,变换器,显示器,人,检测仪表,4,5,6,图2.1 检测仪表方框图,1 传感器,作用：感受被检测参数的变化，直接从对象中提取被检测参数的信息，并转换成一相应的输出信号。,要求：准确性：输入与输出是单值函数关系稳定性：受干扰影响小灵敏性：较小的输入量就可得到较大的输出信号经济性、耐腐蚀性、低能耗等,2 变换器,作用：将传感器的输出信号进行远距离传送、放大、线性化或转变成统一的信号，供给显示器。,要求：能准确稳定地传输、放大和转换信号，受外界其他因素的干扰和影响要小，即所造成地误差应尽量小。,3 显示器,作用：向观察者显示被测数值的大小。有指示式、数字式和屏幕式三种。,4 传输通道,作用：联系仪表的各个环节，给各环节地输入、输出信号提供通路。可以是导线、管路（如光导纤维）以及信号所通过的空间等。,仪表的量程绝对误差相对误差引用误差精度等级灵敏度分辨率有效度响应时间,三、仪表的性能指标,一、pH值检测仪表, 2.2 典型水质检测仪表,电极电位法的原理是用两个电极插在被测量溶液中，其中一个电极为指示电极(如玻璃PH电极)，它的输出电位随被测溶液中的氢离子活度变化而变化；另一个电极为参比电极（例如氯化银电极)，其电位是固定不变的.这两个电极在溶液中构成了一个原电池，该电池所产生的电动势E的大小与溶液的pH值有关，可用下式表示：,图2.2 电极电位法pH测量原理,1 pH测量原理,式中 E 测量电池产生的电动势； E*测量电池的电动势常数(与温度有关) pH溶液的pH值； D测量电极的响应极差(与温度有关)。 因此，若已知E*和D，则只要准确地测量两个电极间的电动势，就可以测得溶液的pH值了。,2 复合pH电极,杆身由内外两个玻璃管组成，中心为pH指示电极，外部为参比电极及参比电解液。,图2.3 复合pH电极结构,H测量仪表包括pH计和pH变送器(也称工业pH计)。工业用的pH变送器具有信号隔离作用。,3 pH测量仪器,仪表的测量范围及分辨率,目前使用的pH仪表测量范围基本上都设计成014pH 单位，有些设计成分档可调式。对实验室使用的高精度pH计，分辨率可达0.001pH ；工业现场中使用的在线pH变送器分辨率大都为0.01pH或者0.1pH。,二、电导率检测仪表,由于电解质在水溶液中以带电离于的形式存在，因此溶液具有导电的性质，其导电能力的强弱称为电导度，简称为电导。,作用：测定水和溶液的电导，可以了解水被杂质污染的程度和溶液中所含盐分或其它离子的量。,水的电导率：电流通过横截面积各为1cm2相距1cm的两电极之间水样的电导。,对于特定的电导仪，有确定的电极常数Q。根据此电极常数Q和在此条件下测得的溶液的电导S便可算出溶液的电导率k。,1 测定方法及原理,平衡电桥式电导仪,2 电导仪,振荡器,平衡指示器,R2,R1,RX,R3,图2.4 平衡电桥式电导检测仪原理图,电阻分压式电导仪电流测量式电导率仪,A,B,氧电极对氧活度的测定是基于电流的测量。 包含一个阴极与一个阳极的氧电极由一种电解质传导连接。加在阳极与阴极之间的适宜的极化电位在阴极上选择性地将氧还原。 阴极：O2+2H2O+4e = 4OH 阳极: 4Ag+4C1 = 4AgC1+4e 化学反应产生一个与氧浓度成正比的电流。,三、溶解氧检测仪表,图2.5 溶解氧电极结构,1 测定方法及原理,（1） 氧电极法,黄金阴极,壳体,KCl溶液,薄膜,银丝阳极,以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧量。,（2） 碘量法,当水中含有氧化性物质、还原性物质及有机物时，会干扰测定，根据不同的干扰物质采用修正碘量法。,（3） 电导测定法,用非导电的金属铊或其他化合物与水中溶解的氧反应生成能导电的离子Tl。,2Tl + 0.5O2+H2O= 2Tl 2OH,通过测定水样电导率的增量，可求得溶解氧的浓度。实验表明：每增加0.035S/cm的电导率相当于1ml/L的溶解氧。,水质连续自动监测系统中，多采用隔膜电极法。测定迅速、及时隔膜电极分原电池式隔膜电极和极谱式隔膜电极。,2 溶解氧监测仪,1 浊度测定与控制的意义,四、浊度检测仪表,给水排水工程中，在评价水源、选择处理方法、生产过程控制和水质检验等各方面都需要对浊度做严格和精密的测量。浊度的高低直接关系到供水水质，据有关医学数据统计表明，出厂水的浊度降低，水中的细菌也按比例下降，特别是需要高余氯才能灭活的病毒在相当程度上是随着浊度的降低而降低的。,2 浊度的测定方法及基本原理,目前各种类型的浊度仪，全是利用光电光度法原理制成的。,悬浊液体是光学不均匀性很显著的分散物质。当光线通过这种液体时，会在光学分界面上产生吸收、反射、散射等光学现象。,由于这些光学现象，当射入试样水的光束强度固定时，透过水样后的光束强度或散射光的强度将与悬浊物的成分、浓度等形成函数关系。根据比尔朗伯定律和雷莱方程式，可提出如下的函数式：,通过光电效应又可将光束强度转换为电流的大小，用以反映浊度。这就是当前各类浊度仪的基本工作原理。,按照所测浊度范围的高低按照表达示数的方式按照其用途不同按照浊度测定方法来分类，可以分为：(1)透射光测定法，(2)散射光测定法；(3)透射光和散射光比较测定法；(4)表面散射光法。,3 浊度仪的分类,表面散射光测定法,4 浊度仪的基本构造及特点,此方法是把试样水溢流，往溢流面照射斜光，在上方测定散射光的强度来求出浊度。 优缺点,图2.6 表面散射式浊度自动监测仪工作原理,五、生化需氧量（BOD）检测仪表,1 测定方法及基本原理,测定方法：五天培养法、检压法、库仑法、微生物电极法等。,（1）五天培养法：水样经稀释后，在（201）条件下培养五天，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差值记为BOD5。,（2）检压法：将水样置于装有一个有CO2吸收剂小池的密闭培养瓶中，当水样中的有机物被微生物氧化分解时，消耗的溶解氧则由气体管中的氧气补充，产生的CO2又被吸收池中的吸收剂吸收，结果导致密闭系统内的压力降低，用压力计测出的压力降低值来求出水样的BOD值。,（3）库仑法：原理与检压法相同。库仑法中微生物氧化分解有机物所消耗的氧由电解产生的氧气来供给和补充，电解槽通过密闭气路的压差由导电溶液的继电回路自动控制，测定更准确。,图2.7 微生物膜电极结构,原理：当将电极插入恒温、溶解氧浓度一定的不含BOD物质的底液时，微生物电极输入一稳态电流； 如果底液中加入了BOD物质，则电极输出的电流值不恒定，而是在几分钟内逐渐减小至新的稳定值。,（4）微生物电极法：组成结构见图,塑料管,Ag-AgCl电极,KCl内充液,压帽,聚四氟乙烯薄膜,黄金片电极,微生物膜,在适宜的BOD物质浓度范围内，电极输出电流降低值与BOD物质浓度之间呈线性关系，因此可算出BOD值。,2 BOD监测仪,（1）微生物膜电极BOD测定仪,图2.8 微生物膜电极BOD测定仪原理图,标准液1,标准液2,清洗水,微电流放大器,记录仪,数据处理装置,空气泵,溢流槽,滤网,水样,定量泵,磷酸盐缓冲液,恒温水浴,传感器,程序控制器,（2）库仑法BOD测定仪,图2.9 库仑法BOD测定仪组件和结构示意图,中继电路,积分回路,记录仪,恒电流源,恒温瓶,硫酸铜溶液,试样,电磁搅拌器,电解槽,CO2吸收剂,压力计,六、化学需氧量（COD）检测仪表,1 测定方法及基本原理,（1）重铬酸钾法CODCr,（2）酸性高锰酸钾法CODMn,（3）其他测定方法,1）密封管法：将样品和氧化剂及催化剂密封于管中，在150下加热2h，使样品中有机物完全氧化，然后测定氧化剂剩余量，计算出样品COD。,2）比色法：将水样、K2Cr2O7溶液、硫酸及硫酸银置于三角瓶，准确加热回流10min，冷至室温后于600nm处测定Cr （）的吸光度，再根据用COD标准溶液绘制的标准曲线计算出样品的COD值。,3）氧化还原电位滴定法：水样被自动输入到检测水槽，与硫酸溶液、硫酸银溶液及高锰酸钾溶液经自动计量后，被输入至氧化还原反应槽，水浴温度调节到沸点，反应30min，准确注入10ml草酸标准溶液，终止氧化反应。过量的草酸以高锰酸钾回滴，用电位计确定反应终点，求出高锰酸钾的消耗量，换算为COD值。,4）恒电流库仑分析法：首先让水样与0.05mol/l的高锰酸钾混合后在沸水浴中反应30min，在反应终了的溶液中加入Fe3，将恒电流电解产生的Fe2作为库仑滴定剂，与溶液中剩余的高锰酸钾反应，当反应达到终点时，电解停止。由消耗的电量，最终换算为COD值。,（1）库仑法COD测定仪,2 COD测定仪,图2.10 库仑法COD测定仪工作原理,分频电路,显示逻辑电路,电解电流变换电路,电解电流频率变换电路,终点电解电流显示,终点微分电路,电磁搅拌器,指示电极对,工作电极对,阴,阳,水样、电解液,（2）高锰酸钾指数自动测定仪,图2.11 电位滴定式高锰酸钾指数自动测定仪,溶解于水的不饱和烃和芳香族化合物等有机物对紫外线有强烈的吸收，而对可见光吸收甚微。无机物对紫外线也吸收甚微。,七、紫外（UV）吸收检测仪表,对特定水域或废水，根据其对紫外线的吸收大小来反映受有机物的污染程度。,1 测定方法及基本原理,分光光度法是选一定波长的光照射被测物质溶液，测量其吸光度，再依据吸光度计算出被测组分的含量。,依据理论：朗伯比尔定律：指当一束平行单色光通过均匀、非散射的稀溶液时，溶液对光的吸收程度与溶液的浓度及液层厚度的乘积成正比，即：A=KCL,2 紫外（UV）吸收测定仪,图2.12 UV吸收自动测定仪工作原理图,电源,V-i转换器,差分放大器,指示表,输出,对数放大器,对数放大器,光电转换器,光电转换器,紫外光滤光片,半透镜,校正滤光片,可见光滤光片,程序控制器,清洗除垢器,出口,汞灯,发送池,水样入口,TOC是以碳的含量表示水中有机物质总量的一项综合性指标，mg C/L。,八、总有机碳（TOC）检测仪表,1 测定方法及基本原理,方法：燃烧氧化非分散红外吸收法。,原理：将一定量水样注入高温炉内的石英管，在900950温度下，以铂和三氧化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为CO2，然后用红外线气体分析仪测定CO2含量，从而确定水样中碳的含量（TC）。,TC TOC：先酸化，再通入N2曝气，最后注入仪器测定；使用高温炉和低温炉皆有的TOC测定仪。,图2.13 TOC分析仪流程,高温炉,冷却,低温炉,冷却,流路切换,红外线分析仪,水样,CO2,CO2,TC,O2,IC,TOC,水样,2 TOC监测仪,图2.14 单通道TOC自动监测仪工作原理,安全装置,盐酸液槽,混合槽,泵,水样,除CO2槽,燃烧炉,记录仪,气液分离槽,红外分析仪,N2气,N2气,冷却水,定量泵,TOD是指水中有机物和还原性无机物在高温下燃烧生成稳定的氧化物时的需氧量， mg O2 /L。,九、总需氧量（TOD）检测仪表,TOD与TOC的比值可以提供水中有机碳种类的大致信息：,TOD/TOC2.67，可认为水中主要的有机污染物是不含氮有机物；TOD/TOC4，应考虑水中有多量的含S、P的有机物存在；TOD/TOC2.6，应考虑水中可能有较多硝酸盐和亚硝酸盐。,1 测定方法及基本原理,石英燃烧管,冷却脱水器,氧燃料电池,记录仪,O2 ,N2,CO2,水样,CO2, H2O,图2.15 TOD测定示意图,TOD分析仪工作流程：,2 TOD测定仪,纯氮气,计量阀,水样,净化器,O2检测器,显示记录,排气,硅橡胶管,铂网,电炉900950,硅橡胶管,恒温室（40）,O2,O2,图2.16 TOD自动监测仪工作原理图,余氯在线分析是进行投氯控制的前提。,十、余氯在线检测仪表,微量余氯分桥仪主要由下列部分构成：采水样系统、加试剂系统、测量传感器、微机处理控制器。,余氯一般也是采用电极法进行测量。在两个电极之间施加电压利用电极之间电解产生的氧化还原反应测量氯的浓度。,图2.17 电极法余氯分析工作流程图,(1)采水样系统加氯后的水通过取样泵、取样管、Y型过滤器、恒位水箱进入自动反冲洗机构和传感器腔室，经测量分析后由排水腔室流入下水道。自动反冲洗机构由电磁阀控制。,(2)加试剂系统在测定前须向水样中投加二氧化碳气体试剂或液体试剂，将其PH值调整至4.34.7范围内。 分别由两个试剂瓶将液体试剂缓冲液和碘化钾供给两个试剂泵，投入恒位水箱前的水样中。,(3)测量传感器测量传感器由三个电极构成。当向电极上施加电压时，电极之间发生电解反应，根据电解电流强度就可确定溶液中氯的浓度。并将毫安信号送至控制器。,(4)微机处理控制器微机处理控制器带有触模式键盘和发光二极管字母数字显示屏，显示及时、迅速，具有巡显功能。另具高、低余氯报警和电源显示。控制器显示屏上可以显示测量量和仪器工作参数等内容，如自由余氯或总余氯量、水样温度、传感器电流、自动反冲洗周期、高低余氯报警设定值、试剂投加率等。,图2. 18 比色法余氯分析仪组成示意图,电极法缺点：较昂贵，步骤繁琐。,化学比色法经济、可靠。,DPD比色测量方法：使用DPD指示剂和缓冲溶液，通过改变指示剂和缓冲溶液能够测量水中残留的余氯和总氯。,2.3 水质自动监测系统,一、水质自动监测站（点）的选定,图2. 19 水质自动监测系统示意图,水质自动监测系统由一个中心站和几个子站组成。,中心站是指挥中心，由功能齐全的微型计算机系统和联络用的无线电台组成。任务：向子站发布各种工作指令，管理子站的工作；按规定的时间收集各子站的监测数据，并将其处理。,子站由水样采集装置、检测仪表、微型计算机和本站电台组成。任务：接受总站的工作指令，对各种监测项目自动进行检测；将测得的监测数据作必要处理、短暂的存贮，并传输给中心站。,子站数量和地址的选择,工矿企业:子站设在工业废水的排放口、污水处理系统的排放口。,水域：需要监测的是流经城市和工业区前后的一段。子站一般设在主要污染部分的上游（污染前的水质情况）、主要污染部分（对河流污染程度）、主要污染部分的下游（水的自净情况和带给下游的污染物浓度）。,二、自动站水样的采集,瞬时采样：在规定的时间、地点取瞬时样。,水样量：一般1020L/min。,周期采样：定时周期采样 定流量周期采样,连续采样：定速连续采样 变速连续采样,三、自动监测的项目和仪器的选定,表2. 1 监测项目和自动检测方法,一、流量检测仪表,2.4 工作参数在线检测仪表,流量：单位时间内通过某一过水断面的水的体积，m3/h、L/h。,1 流量计的种类,(1)节流流量计原理：利用节流装置前后的压差与平均流速或流量的关系，根据压差测量值计算出流量的。,常用节流装置：同心孔板、流量喷嘴、文丘里管,原理：使流体充满具有一定体积的空间，然后把这部分流体送到流出口排出类似于用翻斗测量液体的体积。,常用容积流量计：往复活塞式、旋转活塞式、圆板式、齿轮式等。,(2)容积流量计,工作原理：利用浮子在流体中的位置确定流量，当浮子在上升水流中处于静止状态时其位置与流量存在关系。,(3)面积流景计,最常用的面积流量计是圆形截面锥管和旋转浮子组合形式，即转子流量计。,(4)叶轮流量计,原理：置于流体中的叶轮是按与流速成正比的角速度旋转的。流速可由叶轮旋转的角速度获得，而流体通过流量计的体积将从叶轮旋转次数求得。,最常用的叶轮流量计：风速仪、水表、涡轮流量计等。,其他流量计：,(5)电磁流量计 (6)超声波流量计 (7)量热式流量计 (8)毕托管 (9)层流流量计 (10)动压流量计 (11)用堰、槽测量流量 (12)质量流量计 (13)流体振动流量计 (14)激光多普勒流速计 (15)标记法测流量,2 差压式流量计,工作原理：差压式流量计通过测量流体流动过程中产生的差压来测量流量的。差压流量计主要由节流装置(如孔板)和差压计等两部分组成，流体通过节流装置(孔板)时，在节流装置的上、下游之间产生压差，从而由差压计测出差压，流量愈大，差压也愈大，流量和差压之间存在一定关系。,图2. 20 差压流量计示意图,3 浮子流量计,原理：以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称转子流量计、面积流量计。,图2. 21 浮子流量计工作原理,浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。,浮子流量计的优缺点,适用于小管径。常用仪表口径4050mm以下。玻璃管浮子流量计最大口径100mm。金属管最大口径150mm。适用于测量低流速。口径10mm以下的玻璃管浮子流量计流速只在0.20.6m/s之间；金属管浮子流量计和口径大于15mm的玻璃管浮子流量计，流速在0.51.5m/s之间。可用于较低雷诺数。大部分浮子流量计没有上游直管段要求，或要求不高。有较宽的流量范围度，一般为10：1，最低为5：1，最高为25：1。流量测量元件接近于线性，压力损失较低。,4 超声流量计,超声流量计：通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，以测量体积流量的仪表。,1）传播时间法,原理：将流体流动时与静止时超声波在流体中传播的情形进行比较，由于流速不同会使超声波的传播速度发生变化。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速，即为传播时间法。,v,D,换能器2,换能器1,图2. 22 传播时间法原理,2）多普勒法,原理：利用在静止（固定）点检测从移动源发射声波而产生多普勒频移现象。,散射体照射域,发射换能器A,接受换能器B,v,图2. 23 多普勒法超声流量计原理图,超声流量计的优缺点和局限性,可作非接触测量。只需在管道外部安装换能器即可，因此可作移动性测量，对流动没有阻挠，无额外压力损失。仪表系数可测量、计算测得，即可采用干法标定，不需作实流校验。适用于大型圆形管道和矩形管道，造价基本与管径无关。多普勒超声流量计可测量固相含量较多或含气泡的液体。可测非导电性液体。可解决一些特殊测量问题，如非圆形管道测量。某些传播时间法可通过测量液体声速来判断液体类别。,传播时间法仅适合于测量清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体；多普勒法只能用于测量含有一定异相的液体。外夹装换能器的超声流量计不能用于衬里或结垢太厚的管道，不能用于衬里与内管壁剥离或锈蚀严重的管道。多普勒法精度不高。,5 明渠流量计,非满管状态流动的水路称为明渠，测量明渠中水流流量的仪表称作明渠流量计。,1）堰式流量计,h,D,水舌,图2. 24 堰法测量原理,堰式流量计除堰板部分外，还包括相应液位计以及堰板上游足够长的直渠段和整流段。,2）槽式流量计,原理：在渠道中收缩其中一段截面积，收缩部分液位低于其上游液位，测量其液位差以求流量的测量槽，一般称为文丘里槽。还有适用于矩形明渠的P槽，适用于圆形暗渠的PB槽。,3）流速水位流量计,原理：测出流通通道某局点流速，代表平均流速，再测量水位求得流通面积，乘以局部流速与平均流速间的系数，求得流量。,4）潜水式电磁流量计,渠用流量仪表适用范围和性能比较,水头损失或上游侧抬高水位：流速水位法没有因测量带来水头损失，其余几种方法均会抬高上游水位。安装方便性。流量检测件本身和安装以槽最为复杂，堰和潜水电磁流量传感器相对简单。对已有渠道改造，安装流量检测件时挖渠工程量大。除潜水电磁法外，其他方法均有直渠道要求，对选择测量点位置有制约。,6 电磁流量计,电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律（导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势）制成的，是一种用来测量管道中导电性液体体积流量的仪表，可测各种腐蚀性的酸、碱、盐溶液，可测含各种悬浮固体微粒的液体。,图2. 25 电磁流量计测量原理,电磁流量计的特点,测量通道是一段无阻流元件的光滑直管，不易堵塞，适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体。不产生因检测流量所形成的压力损失，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最适合。所测得的体积流量，不受流体密度、黏度、温度、压力和电导率变化的影响。对前置直管段要求较低。测量范围大，可选流量范围宽。口径范围比其他仪表宽，从几毫米到3米。易于选择与流体接触件的材料品种，可用于腐蚀性流体。,不能测量电导率很低的液体，如石油制品和有机溶剂等，不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。通用型EMF不能用于较高温度的液体。,二、压力检测仪表,在压力检测中，通常有绝对压力、表压(相对压力)、负压或真空度等名词。,绝对压力是指介质所受的实际压力。,表压是指高于大气压的绝对压力与大气压力之差，即：,负压或真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，即：,1 压力与压力计,在工业上检测压力的常用方法有：,以流体静力学理论为基础的液柱测压法：根据弹性元件受力变形原理的弹性变形测压法；将被测压力转换成各种电量的电测法；将被测压力转换成活塞上所加平衡码的重量的活塞法等。,2 应变片式压力计,原理：利用电阻应变片将被测压力转换为电阻值的变化，再通过桥式电路获得毫伏级的电量输出，然后由二次仪表显示或记录。,图2. 26 应变片式压力计示意图,3 霍尔片式压力计,原理：运用霍尔元件的霍尔效应，把被测压力作用下所产生的弹性元件位移转换为电势输出。,图2. 27 霍尔片式压力汁示意图,压力,位移,电势,4 压力检测仪表的选用,(1)仪表量程的选用测量稳定压力，仪表量程上限选大于或等于1.5倍常用压力测量交变压力，仪表量程上限选大于或等于2倍常用压力。测量稳定压力，仪表常用压力选1312量程上限。测量交变压力，仪表常用压力选不大于l2量程上限。,(2)仪表精度的选用对于工业用仪表，其精度选1.5级或2.5级。对于实验室或校验用仪表，其精度选0.4级及0.25级以上。,(3)根据测量介质性质及使用条件选用测量腐蚀性介质，可选用防腐型压力计或加防腐隔离装置。测量粘性、结晶及易堵介质，可选用膜片式压力计或加隔离装置。使用于防爆场合选用防爆式压力计。测量高温蒸气，可加隔离装置。,(4)其它当要求压力检测仪表具有指示、记录、报警和远传等功能时，可选用具有相应功能的压力表。,三、液位检测仪表,液位检测仪表有浮力式、静压式、电容式、超声波式等多种。,1 浮力式液位计,原理：根据阿基米德原理工作的，即液体对一个物体浮力的大小，等于物体所排开液体的重量。,图2. 28 浮标式液位计原理图,2 静压式液位计,原理：对于不可压缩的液体，液位高度与液体的静压力成正比。所以，测出液体的静压力，即可知道液位高度。,图2. 29 静压式液位计原理图,3 电容式液位计,原理：在平行板电容器之间充以不同介质时，其电容量的大小不同。因此，可用测量电容量的变化来检测液位或两种不同介质的分界面。,4 激光式液位计,图2. 30 反射式激光液位计原理,5 超声波液位计,原理：基于晶体的压电效应。用压电晶体作探头(即换能器)发射出声波，声波遇到两相界面被反射回来，又被探头所接收，根据声波往返所需要的时间而测出液化的高度。,3 液位检测仪表的选用,(1)检测精度对用于计量和经济核算的应选用精度等级较高的液位检测仪表，如超声波液位计的误差为2mm。对于一般检测精度，可以选用其它液位计。,(2)工作条件对于测量高温、高压、低温、高粘度、腐蚀性、泥浆等特殊介质或在用其它方法难以检测的各种恶劣条件下的特殊场合，可以选用电容式液位计等。,(3)测量范围如果测量范围较大，可用电容式液位计。对于测量范围在2m以上的一般介质可选用差压式液位计等。,(4)刻度选择在选择刻度时最高液位或上限报警点为最大刻度的90；正常液位为最大刻度的50；最低液位或下限报警点为最大刻度的10。,2.6 执行设备,一、往复泵及其调节,往复泵一般分为柱塞式与隔膜式，常用于混凝剂等药剂的投加。性能良好的隔膜式计量泵泄漏很小，输出流量不受外管路阻力条件等因素变化的影响，工况稳定，这是其一大特点。,往复泵的调节,b. 采用改变电机转速，从而改变隔膜或柱塞往复运行速度的方式或改变冲程长度，即调节行程百分比的方式进行。这两种方式都易于实现自动控制，而且在被调参数与输出之间具有良好的线性关系：,Q输出流量 a特性常数n电机转速 H行程百分比,a.用旁路阀调节流量,二、 离心泵及其调节,离心泵的调节可以采用变速调节或阀门调节两种方式。变速调节改变水泵的特性曲线，阀门调节则是改变管路特性曲线(如图)。在某一种特定的条件下，相应的水泵特性曲线与管路特性曲线的交点，即为水泵的工作点。,1 调节方式,设水泵原流量为Ql，现在要求输出流量改为Q2。以阀门调节时，T2与N1的交点b为满足Q2的工作点；若以变速方式调节，Tl与N2的交点c为满足Q2的工作点。,图2. 31 离心泵的调节,三、调节阀的基本特性,按阀体与流通介质的关系可将调节阀分为直通式和隔膜式。前者的阀芯与流通介质直接接触；后者则通过耐腐蚀隔膜与流通介质相接触，更适宜输送含腐蚀性及悬浮颗粒的液体。按阀门控制信号的种类可分为气动与电动调节阀。,流量特性是调节阀的基本特性即指流过阀门的相对流量与阀芯相对行程间的关系；,