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根線的水位傳感器的工
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根線的水位傳感器的工作原理作原理
在物位測量中,方法眾多,但都有自己的適用范圍:
1.
接觸式測量
接觸式測量是從鋼帶浮子液位計為開端,
以各種方式精確測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,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,帶動鋼帶運行。理論精度在
2-3mm
左右
安
裝復雜,可靠性較低,由于機械部件多,很容易發(fā)生鋼帶卡死不動的情況。
光纖式即將鋼
帶液位通過光碼盤讀出實現(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,開始計時,產(chǎn)生磁場沿磁致伸
縮線向下傳播,
浮子隨著液位變化沿測量竿上下移動,浮子內(nèi)有磁鐵,
也產(chǎn)生磁場,兩個磁
場相遇,
磁致伸縮線扭曲形成扭應力波脈沖,
脈沖速度已知,
計算脈沖傳播時間即對應液位
精確變化。
(電流以光速運行,所以其傳播時間與力波時間相比可忽略)精度最高能夠達到
1mm
優(yōu)缺點分析
磁致伸縮液位精度較高,可測油水分界面但由于其接觸的測量方式和較
高的安裝、維護要求導致市場普及不廣。
3.
伺服式液位計
伺服式液位計是最近比較成功的新型液位計,
主要應用在輕油品的高精度測量中。
與雷達液
位計形成比較強的競爭?;驹硗搸揭何挥嫞哂芯_的力傳感器以及伺服系統(tǒng),
形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過考慮鋼帶自身重力,精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達到平衡浮力和重力,
得到精確的當前液面到罐頂高度,以得到液位值。精度高,能夠達到
1mm
,滿足計量級要
求。
使用于平靜的輕質(zhì)無腐蝕性液體。
安裝調(diào)試比較麻煩,
同樣有接觸式液位計的各種不利
因素價格高昂。
4.
靜壓式液位計
靜壓式液位計比較特殊,
其利用均勻液體的壓強與高度成正比的關(guān)系通過測量液體底部的壓
力來折算液位高度。
P
=
ρ
gh
(
P
壓強)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,
需要很多其他測試儀表,
結(jié)果搭建一套完善的靜壓測量系統(tǒng)
價格很高。
5.
非接觸式測量
非接觸式測量通常采用發(fā)射能被所測介質(zhì)反射的波的形式進行測量,利用已知的波傳播速
度,通過直接或間接測量波的傳播時間來得到液面與測量儀表間的距離,進而得到液位值。
根據(jù)發(fā)射波種類有光波激光液位計超聲波超聲波液位計電磁波
雷達液位計。
6.
雷達測量
雷達測量采用發(fā)射電磁波形式,由于所測介質(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,
所以通過測量電磁波從發(fā)射到反射被接收之間的時間,
就可以測出液位計離液面
的高度,進而得到液位值。雷達液位計又分兩大類,它們的具體測量原理并不相同。雷達
位計分類脈沖式調(diào)頻連續(xù)波方式(
FMCW
)
。
7.
脈沖雷達測量
脈沖式雷達的原理和超聲波式基本一致。
雷達發(fā)射短微波脈沖,
脈沖在液面處被反射,
雷達
接收到反射回波通過信號處理,得到目標距離。
R=c*
(
t1-t0
)
/2
市場上一般低價位的雷達
液位計均為脈沖式,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,測頻等效于測時,得到電磁波傳播時間,進而得到距離。調(diào)頻連續(xù)波雷達
的優(yōu)點精度高
可達
±
0.5mm
抗干擾能力強
適用范圍廣
可用于腐蝕性、
高溫高壓、
不平靜
液體
無移動部件,
免維修,
可靠性高安裝方便
配置靈活,
不同天線與雷達頭組合適用不同
測量環(huán)境
國外雷高精度的調(diào)頻連續(xù)波雷達在世界上以瑞典的
SAAB
公司的
saab-pro
系列
和
saab-rex
系列為典型。
pro
系列為控制級別的液位計,精度
±
3~10mm
Rex
系列是具有
貿(mào)易交接認證的
±
0.5mm
精度液位計。
也是當今精度最高的雷達液位計。
達液位
產(chǎn)品都采用調(diào)頻連續(xù)波方式,價格比較貴
磁致伸縮液位傳感器,
主要應用于各類儲罐該種液位儀具有精度高、
環(huán)境適應
性強、安裝方便等特點。因此,廣泛應用于石油、化工等液位測量領(lǐng)域,并逐漸取代了其它
傳統(tǒng)的傳感器,成為液位測量中的
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