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液位传感器有哪几种测量方式等知识介绍电梯

2021-03-16 18:01:01 电梯    

液位传感器是一种常见的测量液位位置的传感器,它是将位的高度转化为电信号的形式进行输出。近年来,随着电子技术和自动化的不断发展,液位测量与控制技术有很大的提高,日化品、食品饮料、医药等行业的生产,都离不开液位的监控,液位传感器的重要性日趋凸显,甚至直接影响着产品的质量。对于液位传感器,也许大家了解的并不多,接下来小编就为大家介绍一下液位传感器有哪几种?液位传感器测量方式、特点、工作原理、功能特点、应用选择、与液位开关的区别。希望对大家有所帮助!

液位传感器有哪几种

1、浮球式液位变送器:

由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成。一般磁性浮球的比重小于0.5,可漂于液面之上并沿测量导管上下移动。导管内装有测量元件,它可以在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号,并将电子单元转换成4~20mA或其它标准信号输出。该变送器为模块电路,具有耐酸、防潮、防震、防腐蚀等优点,电路内部含有恒流反馈电路和内保护电路,可使输出最大电流不超过28mA,因而能够可靠地保护电源并使二次仪表不被损坏。

 

2、浮筒式液位变送器:

是将磁性浮球改为浮筒,它是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式液位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的液位、界位或密度的。它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。该变送器利用液体静压力的测量原理工作。它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号,再经放大电路放大和补偿电路补偿,最后以4~20mA或0~10mA电流方式输出。

3、电容式液位变送器:

适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程,主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成,它以两线制4~20mA恒定电流输出为基型,经过转换,可以用三线或四线方式输出,输出信号形成为1~5V、0~5V、0~10mA等标准信号。电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时,因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数,所以电容量随着物料高度的变化而变化。变送器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组成。采用脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低,对周围元射频干扰、稳定性好、线性好、无明显温度漂移等。

4、磁翻板液位变送器:

适用于铁罐,塑料罐和化工行业反应釜上的液位测量。

5、超声波液位变送器:

适用于粘度较高的介质测量,价格相对较低。

6、雷达液位变送器:

适用于粘度较高的介质测量,价格相对较高。

液位传感器测量方式

由于液位传感器应用范围广,不同的检测方式都有其优缺点,下面我们来了解一下常见的液位测量方式。

1、浮球式检测

该方式为最简单、最古老的检测方式,价格相对便宜。主要是通过浮球的上下升降来检测液面的变化,其为机械式检测,检测精度容易受浮力影响,重复精度差,不同液体需要重新校准。不适用于粘稠性或者含杂质液体,容易造成浮球堵塞,同时,不符合食品卫生行业的应用要求。

2、电容式测量

电容式测量主要通过检测由于液面或者散料高度变化而导致的电容值变化来测量料位高度。其具有多种类型,有可输出模拟量的电容式液位计,液位电容式接近开关,电容式接近开关可以安装于容器侧面进行非接触检测。当选择必须注意,电容传感器容易受到不同的容器材质和溶液属性影响。

3、静压式测量

该测量方式采用安装于底部的压力传感器,通过检测底部液体压力,转换计算出液位高度,其底部液体压力参考值为与顶部连通的大气压或者已知气压。该检测方式要求采用高精度、齐平式压力传感器,同时换算过程需要不断进行校准。

4、光电折射式测量

该检测方式通过传感器内部发出光源,光源通过透明树脂全反射至传感器接受器,但遇到液面时,部分光线将折射至液体,从而传感器检测全反射回来光量值的减少来监控液面。该检测方式便宜,安装、调试简单,但仅能应用于透明液体,同时只输出开关量信号。

5、音叉振动测量

音叉式测量仅为开关量输出,不能用于连续性监控液体高度。其原理为:当液体或者散料填充两个振动叉时,共振频率改变时,依靠检测频率改变而发出开关信号。其可用于高粘度液体或者固体散料的高度监控,主要为防溢报警、低液位报警等,不提供模拟量输出,另外,多数情况下需要开孔安装于容器侧面。

6、超声波测量

由于其原理为通过检测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度,故容易受到超声波传播的能量损耗影响。其亦具备安装容易、灵活性高等特点,通常可安装于高处进行非接触式测量。但当使用于含蒸汽、粉层等环境时,检测距离将会明显缩短,不建议使用在吸波环境,如泡沫等。

7、微波原理测量

其名称在行业内有多种不同的叫法,其具备了激光测量的好处,如:易于安装、校准,灵活性好等,另外其更优于激光检测,如无需重复校准和多功能输出等,其适用于各种含泡沫的液位检测,不受液体颜色影响,甚至可应用于高粘性液体,受外部环境干扰相对小,但其测量高度一般小于6米。

液位传感器特点

1、精度高、稳固性好,抗烦扰机能强;

2、液位传感器采取三级防雷计划,抗雷击后果好;

3、满度、零位临时稳固性可达0.1%FS/年;

4、固态构造,无可动部件,高牢靠性,应用寿命长,存在反向维护、限流维护电路,在装置时正负极接反不会破坏变送器;

5、装置便利、构造简略、经济耐用;

6、液位传感器合适多点压力参数组网收罗,总线支撑255台装备,可同时具有:4-20mA输出跟RS485通信功效,输出电流辨别率优于3uA。

液位传感器的工作原理

用静压测量原理:当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压强公式为:Ρ = ρ .g.H + Po式中:

P :变送器迎液面所受压强

ρ:被测液体密度

g :当地重力加速度

Po :液面上大气压

H :变送器投入液体的深度

同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po ,使传感器测得压力为:ρ .g.H ,显然,通过测取压强 P ,可以得到液位深度。

液位传感器的功能特点

1、稳定性好,满度、零位长期稳定性可达 0.1%FS/ 年。在补偿温度 0 ~ 70 ℃范围内,温度飘移低于 0.1%FS ,在整个允许工作温度范围内低于 0.3%FS 。

2、具有反向保护、限流保护电路,在安装时正负极接反不会损坏变送器,异常时送器会自动限流在 35MA 以内。

3、固态结构,无可动部件,高可靠性,使用寿命长。

4、安装方便、结构简单、经济耐用。

液位传感器的应用选择

液位传感器被用于各种液体液位的的测量,可适用于 高温、高压、强腐蚀、易结晶、防堵塞、防冷结以及固体粉状、粒状物料等特殊条件下的液位,料位或物位的连续检测,可广泛应用于各种工业过程中的检测控制。今天工釆网小编就来为大家具体介绍一下液位传感器的应用选择。

1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

要进行一个具体的测量工作,首先要考虑液位传感器采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,那一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下具体问题:量程的大小;被测位置对传感器的体积要求;测量方式为接触式或非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,是进口还是国产的,价格能否接受,还是自行研制。

2、灵敏度的选择

通常,在液位传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好,因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号才比较大有利于信号处理,但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度,因此要求传感器本身具有很高的信躁比,尽量减少从外界引入的厂忧信号,传感器的灵敏度是有方向性的,当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器,如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

3、频率响应特性

液位传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有一定的延迟,希望延迟越短越好,传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低,在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差。

液位传感器与液位开关的区别

液位开关是根据液位传感器的信号输出开启放水或者进水的阀门而使水位保持恒定的一种控制器。也可以说液位开关输出的是一种开关信号,液位开关首先要确定液位的高度,依据这个高度来输出开关量信号。而液位传感器是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出。我们可以对电信号进行处理比如和plc、数据采集器或者专业显示器相连进而输出液位的高度。还有就是液位开关和液位传感器的原理虽然相同。但是液位开关是开关控制电路,而液位传感器是相当于变压,变流用的电路元件。

通过上文小编为大家介绍的液位传感器有哪几种?液位传感器测量方式、特点、工作原理、功能特点、应用选择、与液位开关的区别。相信大家对液位传感器也有一定的了解了!在21世纪初,液位传感器产业化发展仍存在不小的挑战,据悉,我国已有1700多家从事液位传感器的生产和研发的企业,液位传感器年产量突破24亿只,液位传感器产品达到10大类、42小类、6000多个品种,呈现出良好的发展态势,但在这企业中,外资企业优势明显,外资企业比重达到67%,尤其是日本、美国、韩国和德国,国有企业和民族企业所占比重仅为33%。

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