液位傳感器的工作原理是什么?
液位傳感器的工作原理有多種。
靜壓式液位傳感器是基于所測(cè)液體靜壓與液體高度成比例的原理,當(dāng)液位傳感器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí),傳感器迎液面受到的壓力通過(guò)公式Ρ=ρ.g.H+Po計(jì)算,其中P是變送器迎液面所受壓力,g是當(dāng)?shù)刂亓铀俣?,ρ是被測(cè)液體密度,Po是液面上大氣壓,H是變送器投入液體的深度。通過(guò)導(dǎo)氣不銹鋼將液體壓力引入傳感器正壓腔,再將液面上大氣壓與傳感器負(fù)壓腔相連,抵消背面的Po,使傳感器測(cè)得壓力為ρ.g.H,從而得到液位深度。
激光液位傳感器是一種非接觸式高精度液位傳感器,把超聲波換成光波,利用半透射反射鏡處理光流發(fā)射出的激光,一部分作為基準(zhǔn)參考信號(hào)輸入時(shí)間變送器,另一部分通過(guò)半透射反射鏡的激光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理成平行光束照射在物體面上,反射波到達(dá)傳感器接收部再轉(zhuǎn)換成電信號(hào),利用取樣電路處理,通過(guò)微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,變?yōu)閿?shù)字顯示液位值的模擬輸出信號(hào),軟件檢測(cè)信號(hào)可靠性,出現(xiàn)故障則報(bào)警。適用于湖泊、河道等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
雷達(dá)液位傳感器具備和激光測(cè)量原理類(lèi)似的優(yōu)勢(shì),不受測(cè)量介質(zhì)影響,受外部環(huán)境影響小,無(wú)需重復(fù)校準(zhǔn),但測(cè)量高度一般在6米以?xún)?nèi),適用于帶加熱蒸汽的大型容器罐內(nèi)測(cè)量,如渣油、瀝青等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
超聲波液位傳感器監(jiān)測(cè)超聲波發(fā)送與反射的時(shí)間差來(lái)計(jì)算液位高度,安裝簡(jiǎn)單,靈活性高,但易受超聲波傳播能量損耗影響,不適用于吸波環(huán)境,如泡沫、粉塵、蒸汽等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
靜壓式液位傳感器通過(guò)在底部安裝壓力傳感器得到壓力值,計(jì)算轉(zhuǎn)換為液位高度,優(yōu)點(diǎn)是不受液面高度影響,但高度越高要求傳感器精度越高,長(zhǎng)時(shí)間使用或更換液體時(shí)需校準(zhǔn),廣泛應(yīng)用于城市給排水等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
浮球式液位傳感器通過(guò)浮球升降測(cè)量液位變化,為機(jī)械式檢測(cè),重復(fù)精度較差,不適合粘稠或含雜質(zhì)液體,易造成浮球堵塞,應(yīng)用范圍廣且經(jīng)濟(jì)實(shí)用,常用于集水坑等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,不適用食品衛(wèi)生行業(yè)。
音叉振動(dòng)液位開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng),原理是當(dāng)液體或散料填充兩個(gè)振動(dòng)叉時(shí),共振頻率改變,依靠檢測(cè)頻率改變發(fā)出開(kāi)關(guān)信號(hào),輸出為開(kāi)關(guān)量,不能測(cè)量連續(xù)高度。
還有光電折射式測(cè)量,通過(guò)傳感器內(nèi)部發(fā)光,光線(xiàn)經(jīng)透明樹(shù)脂全反射至傳感器接收器,遇液面時(shí)部分光線(xiàn)折射至液體,檢測(cè)全反射回來(lái)光量值減少來(lái)監(jiān)控液面,僅適用于透明液體的液位測(cè)量。
水位傳感器工作原理是當(dāng)水進(jìn)入容器后引起傳感器殼體和感應(yīng)電極之間電容量變化,經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換、精確的線(xiàn)性和溫度補(bǔ)償,輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)供給顯示儀表。