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    技術(shù)文章

    水位傳感器的工作原理

    點(diǎn)擊次數(shù):4232 發(fā)布時(shí)間:2021-11-16

    3

    根線的水位傳感器的工

    3

    根線的水位傳感器的工作原理作原理

     

    在物位測(cè)量中,方法眾多,,但都有自己的適用范圍:

     

    1.

    接觸式測(cè)量

     

    接觸式測(cè)量是從鋼帶浮子液位計(jì)為開(kāi)端,,

    以各種方式精確測(cè)量浮子距離而演化到各種現(xiàn)代化

    儀表如

     

    伺服式、磁致伸縮式等等鋼帶浮子式:最早期的液位計(jì),,現(xiàn)今都面臨著更新?lián)Q代工

    作原理

     

    浮子受浮力浮在介質(zhì)表面,,通過(guò)變速齒輪到有刻度的鋼帶上讀出液位值,,液位上升

    或下降破壞了力平衡后,浮子也跟隨上升下降,,帶動(dòng)鋼帶運(yùn)行,。理論精度在

    2-3mm

    左右

     

    裝復(fù)雜,可靠性較低,,由于機(jī)械部件多,,很容易發(fā)生鋼帶卡死不動(dòng)的情況,。

     

    光纖式即將鋼

    帶液位通過(guò)光碼盤(pán)讀出實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

     

    2.

    磁致伸縮型

     

    磁致伸縮型工作原理探棒上端電子部件產(chǎn)

     

    生低壓電流脈沖,,開(kāi)始計(jì)時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)沿磁致伸

    縮線向下傳播,,

    浮子隨著液位變化沿測(cè)量竿上下移動(dòng),,浮子內(nèi)有磁鐵,

    也產(chǎn)生磁場(chǎng),,兩個(gè)磁

    場(chǎng)相遇,,

    磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖,

    脈沖速度已知,,

    計(jì)算脈沖傳播時(shí)間即對(duì)應(yīng)液位

    精確變化,。

    (電流以光速運(yùn)行,所以其傳播時(shí)間與力波時(shí)間相比可忽略)精度最高能夠達(dá)到

    1mm 

    優(yōu)缺點(diǎn)分析

     

    磁致伸縮液位精度較高,,可測(cè)油水分界面但由于其接觸的測(cè)量方式和較

    高的安裝,、維護(hù)要求導(dǎo)致市場(chǎng)普及不廣。

     

     

    3.

    伺服式液位計(jì)

     

    伺服式液位計(jì)是最近比較成功的新型液位計(jì),,

    主要應(yīng)用在輕油品的高精度測(cè)量中,。

    與雷達(dá)液

    位計(jì)形成比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)?;驹硗搸揭何挥?jì),,但具有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng),

    形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng),,通過(guò)考慮鋼帶自身重力,,精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力,

    得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度,,以得到液位值,。精度高,能夠達(dá)到

    1mm

    ,,滿足計(jì)量級(jí)要

    求,。

    使用于平靜的輕質(zhì)無(wú)腐蝕性液體。

    安裝調(diào)試比較麻煩,,

    同樣有接觸式液位計(jì)的各種不利

    因素價(jià)格高昂,。

     

    4.

    靜壓式液位計(jì)

     

    靜壓式液位計(jì)比較特殊,

    其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過(guò)測(cè)量液體底部的壓

    力來(lái)折算液位高度,。

     

    P

    ρ

    gh 

    壓強(qiáng))由于其受介質(zhì)密度和溫度影響很大,,所以常常精

    度比較差,

    而為消除這些影響,,

    需要很多其他測(cè)試儀表,,

    結(jié)果搭建一套完善的靜壓測(cè)量系統(tǒng)

    價(jià)格很高,。

     

    5.

    非接觸式測(cè)量

     

    非接觸式測(cè)量通常采用發(fā)射能被所測(cè)介質(zhì)反射的波的形式進(jìn)行測(cè)量,利用已知的波傳播速

    度,,通過(guò)直接或間接測(cè)量波的傳播時(shí)間來(lái)得到液面與測(cè)量?jī)x表間的距離,,進(jìn)而得到液位值。

    根據(jù)發(fā)射波種類有光波激光液位計(jì)超聲波超聲波液位計(jì)電磁波

     

    雷達(dá)液位計(jì),。

     

    6.

    雷達(dá)測(cè)量

     

    雷達(dá)測(cè)量采用發(fā)射電磁波形式,,由于所測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)均大于空氣和真空的

    1

    ,由于介質(zhì)

    的不連續(xù)性,,

    在空氣和液體分界面出就會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象,,

    電磁波在空氣中傳播速度基本不受

    溫度影響,

    所以通過(guò)測(cè)量電磁波從發(fā)射到反射被接收之間的時(shí)間,,

    就可以測(cè)出液位計(jì)離液面

    的高度,,進(jìn)而得到液位值。雷達(dá)液位計(jì)又分兩大類,,它們的具體測(cè)量原理并不相同,。雷達(dá)

    位計(jì)分類脈沖式調(diào)頻連續(xù)波方式(

    FMCW

     

    7.

    脈沖雷達(dá)測(cè)量

     

    脈沖式雷達(dá)的原理和超聲波式基本一致,。

    雷達(dá)發(fā)射短微波脈沖,,

    脈沖在液面處被反射,

    雷達(dá)

    接收到反射回波通過(guò)信號(hào)處理,,得到目標(biāo)距離,。

     

    R=c*

    t1-t0

    /2 

    市場(chǎng)上一般低價(jià)位的雷達(dá)

    液位計(jì)均為脈沖式,代表的有

     

    KROHNE

    ,、

    siemens

    ,、

    E+H

    VEGA

    等等精度:

    ±

    5~10mm 

    8.

    調(diào)頻連續(xù)波方式(

    FMCW

     

    原理:線性掃頻,,測(cè)頻等效于測(cè)時(shí),,得到電磁波傳播時(shí)間,進(jìn)而得到距離,。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)

    的優(yōu)點(diǎn)精度高

     

    可達(dá)

    ±

     0.5mm 

    抗干擾能力強(qiáng)

     

    適用范圍廣

     

    可用于腐蝕性,、

    高溫高壓、

    不平靜

    液體

     

    無(wú)移動(dòng)部件,,

    免維修,,

    可靠性高安裝方便

     

    配置靈活,

    不同天線與雷達(dá)頭組合適用不同

    測(cè)量環(huán)境

     

    國(guó)外雷高精度的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)在世界上以瑞典的

    SAAB

    公司的

    saab-pro

    系列

    saab-rex

    系列為典型,。

     

    pro

    系列為控制級(jí)別的液位計(jì),,精度

    ±

    3~10mm 

    Rex

    系列是具有

    貿(mào)易交接認(rèn)證的

    ±

    0.5mm

    精度液位計(jì)。

    也是當(dāng)今精度最高的雷達(dá)液位計(jì),。

    達(dá)液位

    產(chǎn)品都采用調(diào)頻連續(xù)波方式,,價(jià)格比較貴

     

     

     

    磁致伸縮液位傳感器,,

    主要應(yīng)用于各類儲(chǔ)罐該種液位儀具有精度高、

    環(huán)境適應(yīng)

    性強(qiáng),、安裝方便等特點(diǎn),。因此,廣泛應(yīng)用于石油,、化工等液位測(cè)量領(lǐng)域,,并逐漸取代了其它

    傳統(tǒng)的傳感器,成為液位測(cè)量中的

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