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液位传感器/变送器

液位传感器的应用选择与检测工作原理以及功能特点


发布日期:[2018-12-31]    作者:凤凰平台凤凰平台注册价格


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。


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。

1、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。

2、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。
3、根据测量对象与测量环境确定液位传感器的类型
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。


液位传感器有哪几种

1、电容式液位传感器:

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。

电容式液位传感器


2、超声波液位传感器:
适用于粘度较高的介质测量,价格相对较低。

超声波液位传感器


3、雷达液位传感器:

适用于粘度较高的介质测量,价格相对较高。

雷达液位传感器


4、磁翻板液位传感器:

适用于铁罐,塑料罐和化工行业反应釜上的液位测量。

磁翻板液位传感器


5、浮筒式液位传感器:

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。

浮筒式液位传感器


6、浮球式液位传感器:

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。

浮球式液位传感器



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,下面凤凰平台来了解一下常见的液位测量方式。

熟悉不同液位传感器的工作原理及优缺点,有助于帮助凤凰平台选择更合适的液位传感器,下面就是目前常见的液位传感器的检测原理。

液位传感器大全


1 投入式液位传感器

静压投入式液位传感器测量原理是通过在底部安装凤凰平台注册得到压力值。计算转换为液位高度,优点是不收液面高度的影响,但是高度越高,要求的液位传感器精度也越高,长时间使用或者更换液体时需要进行校准。广泛应用于城市的给排水、污水处理、水库、河道、海洋等监测领域。

投入式液位传感器检测原理

2 音叉振动液位开关

音叉振动液位开关,广泛应用在工业控制系统中,适用于几乎所有液体监测领域。例如,工厂冷却液罐和润滑剂罐等液位连续监控。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。输出为开关量,不能测量连续高度。还有就是光电折射式测量,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。光电折射式仅适用与透明液体的液位测量。

音叉振动液位开关检测原理

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。


3 超声波液位传感器

超声波液位传感器,原理是监测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度,安装简单,灵活性较高,但容易受到超声波传播能量损耗的影响,不适用于吸波环境,如泡沫、粉尘、蒸汽等监测领域。

超声波液位传感器检测原理


4 激光液位传感器

激光液位传感器是一种非接触式高精度液位传感器它的性能非常好。它与超声波液位传感器的工作原理很相近,只是把超声波换成光波。激光束很细,即使液位表面极其粗糙,它也能正常工作,激光式液位传感器可以接收的范围非常广,一般激光式液位传感器采用近红外光。它是通过利用半透射反射镜处理由光流发射出的激光。一部分作为基准参考信号输入时间变送器,另一部分通过半透射反射镜的激光经过光学系统处理成为一定宽度的平行光束照射在物体面上。反射波到达传感器接收部再转换成电信号。因为从照射到接受的时间很短,所以利用取样电路扩大成毫微秒数量级,便于信号处理,进行时间的测量。利用微机进行数据处理,变为数字显示液位值的模拟输出信号,再利用软件检测信号的可靠件,如果测定系统出现故障则报警。这种传感器适用于湖泊、河道、水库、明渠、潮汐、城市水文水位等监测领域。

激光液位传感器检测原理


5 浮球式液位传感器

浮球式液位传感器,通过浮球的升降来测量液位的变化,为机械式检测,重复精度较差,不适合粘稠性或含杂质的液体,容易造成浮球堵塞。浮球式液位传感器的应用范围比较广且经济实用,常用于集水坑、消防水池、污水处理等监测领域,不适用食品卫生行业的监测领域。

浮球式液位传感器检测原理


6 雷达液位传感器

雷达液位传感器,具备和激光测量原理同样的优势,并且不受测量介质的影响,受外部环境影响较小,无需重复校准,但测量的高度一般在6米以内,特别适用于带加热蒸汽的大型容器的罐内测量,如渣油、沥青等监测领域。

雷达液位传感器检测原理

本文来源:/yewei/


液位传感器特点

1、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。

2、精度高、稳固性好,抗烦扰机能强;
3、装置便利、构造简略、经济耐用;
4、满度、零位临时稳固性可达0.1%FS/年;
5、液位传感器采取三级防雷计划,抗雷击后果好;

6、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;


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:

H :传感器投入液体的深度
g :当地重力加速度

ρ:被测液体密度
Po :液面上大气压
P :传感器迎液面所受压强
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。




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