3
根线的水位传感器的工
3
根线的水位传感器的工作原理作原理
在物位测量中,方法众多,但都有自己的适用范围:
1.
接触式测量
接触式测量是从钢带浮子液位计为开端,
以各种方式精确测量浮子距离而演化到各种现代化
仪表如
伺服式、磁致伸缩式等等钢带浮子式:最早期的液位计,现今都面临着更新换代工
作原理
浮子受浮力浮在介质表面,通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值,液位上升
或下降破坏了力平衡后,浮子也跟随上升下降,带动钢带运行。理论精度在
2-3mm
左右
安
装复杂,可靠性较低,由于机械部件多,很容易发生钢带卡死不动的情况。
光纤式即将钢
带液位通过光码盘读出实现数字化。
2.
磁致伸缩型
磁致伸缩型工作原理探棒上端电子部件产
生低压电流脉冲,开始计时,产生磁场沿磁致伸
缩线向下传播,
浮子随着液位变化沿测量竿上下移动,浮子内有磁铁,
也产生磁场,两个磁
场相遇,
磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲,
脉冲速度已知,
计算脉冲传播时间即对应液位
精确变化。
(电流以光速运行,所以其传播时间与力波时间相比可忽略)精度最高能够达到
1mm
优缺点分析
磁致伸缩液位精度较高,可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较
高的安装、维护要求导致市场普及不广。
3.
伺服式液位计
伺服式液位计是最近比较成功的新型液位计,
主要应用在轻油品的高精度测量中。
与雷达液
位计形成比较强的竞争?;驹硗执揭何患疲哂芯返牧Υ衅饕约八欧低?,
形成闭环调节系统,通过考虑钢带自身重力,精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力,
得到精确的当前液面到罐顶高度,以得到液位值。精度高,能够达到
1mm
,满足计量级要
求。
使用于平静的轻质无腐蚀性液体。
安装调试比较麻烦,
同样有接触式液位计的各种不利
因素价格高昂。
4.
静压式液位计
静压式液位计比较特殊,
其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压
力来折算液位高度。
P
=
ρ
gh
(
P
压强)由于其受介质密度和温度影响很大,所以常常精
度比较差,
而为消除这些影响,
需要很多其他测试仪表,
结果搭建一套完善的静压测量系统
价格很高。
5.
非接触式测量
非接触式测量通常采用发射能被所测介质反射的波的形式进行测量,利用已知的波传播速
度,通过直接或间接测量波的传播时间来得到液面与测量仪表间的距离,进而得到液位值。
根据发射波种类有光波激光液位计超声波超声波液位计电磁波
雷达液位计。
6.
雷达测量
雷达测量采用发射电磁波形式,由于所测介质的介电常数均大于空气和真空的
1
,由于介质
的不连续性,
在空气和液体分界面出就会出现反射现象,
电磁波在空气中传播速度基本不受
温度影响,
所以通过测量电磁波从发射到反射被接收之间的时间,
就可以测出液位计离液面
的高度,进而得到液位值。雷达液位计又分两大类,它们的具体测量原理并不相同。雷达
位计分类脉冲式调频连续波方式(
FMCW
)
。
7.
脉冲雷达测量
脉冲式雷达的原理和超声波式基本一致。
雷达发射短微波脉冲,
脉冲在液面处被反射,
雷达
接收到反射回波通过信号处理,得到目标距离。
R=c*
(
t1-t0
)
/2
市场上一般低价位的雷达
液位计均为脉冲式,代表的有
KROHNE
、
siemens
、
E+H
、
VEGA
等等精度:
±
5~10mm
8.
调频连续波方式(
FMCW
)
原理:线性扫频,测频等效于测时,得到电磁波传播时间,进而得到距离。调频连续波雷达
的优点精度高
可达
±
0.5mm
抗干扰能力强
适用范围广
可用于腐蚀性、
高温高压、
不平静
液体
无移动部件,
免维修,
可靠性高安装方便
配置灵活,
不同天线与雷达头组合适用不同
测量环境
国外雷高精度的调频连续波雷达在世界上以瑞典的
SAAB
公司的
saab-pro
系列
和
saab-rex
系列为典型。
pro
系列为控制级别的液位计,精度
±
3~10mm
Rex
系列是具有
贸易交接认证的
±
0.5mm
精度液位计。
也是当今精度最高的雷达液位计。
达液位
产品都采用调频连续波方式,价格比较贵
磁致伸缩液位传感器,
主要应用于各类储罐该种液位仪具有精度高、
环境适应
性强、安装方便等特点。因此,广泛应用于石油、化工等液位测量领域,并逐渐取代了其它
传统的传感器,成为液位测量中的
扫码加微信