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液位传感器的工作原理及特点介绍

编辑:江苏金湖黄河自动化仪表厂   浏览:165   添加时间:2018-07-18 10:26
液位传感器的工作原理及特点介绍:
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。接下来皮卡中国小编将跟大家说聊聊液位传感器。
液位传感器定义
液位传感器是一种测量液位的压力传感器。它分为接触式和非接触式。
液位传感器的类型
1、浮球式液位传感器
由行业产品磁性浮球、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 电子商务标准信号输出。
2、浮筒式液位传感器
是将磁性浮球改为浮筒,浮筒式液位传感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。
3、静压式液位传感器
是利用防爆流量计液体静压力的测量原理工作。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,之后再经放大电路放大和补偿电路补偿,zui后以4~20ma或0~10ma电流方式输出。
液位传感器工作原理
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力公式为:Ρ = ρ .g.H + Po式中: 
P :变送器迎液面所受压力 
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 , 通过测取压力 P ,可以得到液位深度。 
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。
常见的液位测量方式
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zui简单、zui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。
液位传感器与液位开关的区别
很多人液位传感器与液位开关傻傻分不清楚,甚至以为他们是同一种仪器。其实他们之间有着很大的差别。液位传感器不一定显示液位,而是用电信号的形式输出液位的高低。液位控制器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。
液位传感器的作用是发出电信号,如果加上读取电信号和显示的装置就是电子液位计了,如果加上读取电信号和处理的装置就是液位控制器。
简单的来说就是下面的情况:
液位开关是在容器上的一个开关,当液体水位到达时动作,给控制一个信号的开关。
液位传感器有液位也可有开关的作用,但要比其复杂,可以连续的显示液位的状态。
结语:随着科学技术的日益发展,各行各业对科技的要求也逐步提高,特别对精度方面的要求越来越严格,而液位传感器则是一个相对精确的测量仪器,因此它被广泛应用于机械制造、化工控制、轻工自动化等相关领域。以上就是关于液位传感器相关知识的介绍,希望能让大家对液位传感器有一个更全面的认识。
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