Датчик уровня

Не путать с датчиком наклона , уровнем смягчания или уровнем измерения .

Датчики уровня обнаруживают уровень жидкостей и других жидкостей и жидкости, в том числе выстрел , гранулированные материалы и порошки , которые демонстрируют верхнюю свободную поверхность . Вещества, которые поток, по сути, становятся горизонтальными в своих контейнерах (или других физических границах) из -за гравитации , тогда как большинство объемных твердых веществ складывают под углом покоя до пика. Измеренное вещество может быть внутри контейнера или может быть в его естественной форме (например, река или озеро). Измерение уровня может быть либо непрерывным, либо точечным значениями. Датчики непрерывного уровня измеряют уровень в пределах указанного диапазона и определяют точное количество вещества в определенном месте, в то время как датчики на точечном уровне указывают, только ли вещество выше или ниже точки зондирования. Как правило, последние выявляют уровни, которые чрезмерно высокие или низкие.

Существует много физических и прикладных переменных, которые влияют на выбор метода оптимального мониторинга уровня для промышленных и коммерческих процессов. Критерии отбора включают физическую: фазу (жидкость, твердое или суспензионное), температуру , давление или вакуум , химия , диэлектрическая проницаемость среды перемещение , плотность (удельный вес) среды, (действие) , акустический или электрический шум, вибрация , механическая шок , бак или размер и форму. Также важны ограничения применения: цена, точность, внешний вид, скорость ответа, простота калибровки или программирования , физический размер и монтаж инструмента, мониторинг или контроль непрерывных или дискретных (точных) уровней. Короче говоря, датчики уровня являются одним из очень важных датчиков и играют очень важную роль в различных потребительских/ промышленных приложениях. Как и в случае с другими типами датчиков, датчики уровня доступны или могут быть разработаны с использованием различных принципов зондирования. Выбор подходящего типа датчика для требований приложения очень важен.

Обнаружение точечного и непрерывного уровня для твердых веществ

Разнообразные датчики доступны для обнаружения твердых веществ. К ним относятся вибрирующие, вращающиеся весло, механическое ( диафрагма ), микроволновая ( радар ), емкость, оптические, импульс-ультразвуковые и ультразвуковые датчики.

Вибрирующая точка

Принцип зонда точке вибрации

Эти уровни обнаружения очень тонких порошков (объемная плотность: 0,02–0,2 г/см ³ ), тонкие порошки (объемная плотность: 0,2–0,5 г/см ³ ) и гранулированные твердые вещества (объемная плотность: 0,5 г/см ³ или больше). При правильном выборе частоты вибрации и подходящей регулировки чувствительности они также могут ощутить уровень высокотегированных порошков и электростатических материалов.

Датчики вибрации с одним зонтом идеально подходят для уровня объемного порошка. Поскольку только один чувствительный элемент контактирует с порошком, соединение между двумя элементами зонда устраняется, а наращивание среды сводится к минимуму. Вибрация зонда имеет тенденцию устранять наращивание материала на элементе зонда. Датчики на вибрационные уровни не влияют пыль, наращивание статического заряда из диэлектрических порошков или изменения в проводимости, температуре, давлении, влажности или содержании влаги. Датчики вибрации в стиле настройки-еще одна альтернатива. Они имеют тенденцию быть дешевле, но склонны к созданию материала между зубами,

Вращающее весло

Вращающиеся датчики уровня весла являются очень старой и установленной техникой для индикации уровня сплошной точки. Техника использует двигатель с низкоскоростной передачей, который вращается на весло. Когда весло застопоривается сплошными материалами, двигатель вращается на его вал своим собственным крутящим моментом, пока фланец не смонтируется на двигателе, не соприкасается с механическим переключателем. Весло может быть построено из различных материалов, но липкий материал не должен быть разрешен накапливаться на весле. Наращивание может произойти, если материал процесса становится липким из-за высоких уровней влаги или высокой влажности окружающей среды в бункере. Для материалов с очень низким весом на единицу объема, таких как Perlite , бентонит или летучая пепельная , используются специальные проекты весла и низкоотъемные двигатели. Мелкие частицы или пыль должны предотвратить проникновение подшипников вала и двигателя путем правильного размещения весла в бункере или мусорном ведре и используя соответствующие уплотнения.

Тип допуска

Датчик уровня допущений РЧ использует стержневой зонд и РЧ -источник для измерения изменения доступа . Зонд проходит через экранированный коаксиальный кабель для устранения влияния изменения емкости кабеля на землю. Когда уровень меняется вокруг зонда, наблюдается соответствующее изменение в диэлектрике. Это меняет прием этого несовершенного конденсатора, и это изменение измеряется для обнаружения изменения уровня.

Обнаружение жидкостей на уровне точечного уровня

Типичные системы для обнаружения точечного уровня в жидкостях включают магнитные и механические поплавки, датчики давления, электропроводящее зондирование или электростатические (емкость или индуктивность) детекторы-и путем измерения времени полета сигнала на поверхность жидкости, через электромагнитные (такие как магнитострикция ), ультразвуковые, радиолокационные или оптические датчики.

Магнитный и механический поплавок

См. Также: Float (уровень жидкости) , плавающий переключатель и магнитный уровень уровня

Принцип, стоящий за магнитными, механическими, кабельными и другими датчиками уровня плавания, часто включает в себя открытие или закрытие механического переключателя либо через прямой контакт с переключателем, либо магнитную работу тростника. В других случаях, таких как магнитострикционные датчики, непрерывный мониторинг возможно с использованием принципа поплавки.

При магнитно -приводном датчиках поплавок переключение происходит, когда постоянный магнит, запечатанный внутри поплавка, поднимается или падает на уровень действий. С помощью механически воплощенного поплавка переключение происходит в результате движения плавания против миниатюрного (микро) переключателя. Как для магнитных, так и для механических датчиков уровня плавания, химическая совместимость, температура, удельный вес (плотность), плавучесть и вязкость влияют на выбор стебля и поплавка. Например, более крупные поплавки могут использоваться с жидкостями со специфическим тяжести до 0,5, сохраняя при этом плавучесть. На выбор плавающего материала также влияет вызванные температурой изменений в определенной тяжести и вязкости-изменения, которые непосредственно влияют на плавучесть.

Датчики типа плавания могут быть спроектированы таким образом, чтобы щит защищает сам поплавок от турбулентности и волнового движения. Датчики плавания хорошо работают в самых разных жидкостях, включая коррозии. Однако при использовании для органических растворителей необходимо будет убедиться, что эти жидкости химически совместимы с материалами, используемыми для построения датчика. Датчики в стиле поплавок не следует использовать с жидкостями с высокой вязкостью (толстыми), осадками или жидкостями, которые прилипают к стеблу или поплавкам, или материалами, которые содержат загрязняющие вещества, такие как металлические чипсы; Другие технологии зондирования лучше подходят для этих приложений.

Специальным применением датчиков плавучих типов является определение уровня интерфейса в системах разделения нефтяной воды. Два поплавка могут использоваться с каждым размером с поплавкой, чтобы соответствовать удельному гравитации масла с одной стороны, и водой на другой. Другим специальным применением плавающего переключателя типа ствола является установка датчиков температуры или давления для создания мультипараметрического датчика. Магнитные переключатели плавания популярны для простоты, надежности и низкой стоимости.

Изменение магнитного зондирования - это датчик « эффекта зала », который использует магнитное восприятие показаний механического датчика. В типичном применении, чувствительный к магнетизму «датчик эффекта зала» прикреплен к механическому датчику резервуара, которая имеет намагниченную индикаторную иглу, чтобы обнаружить указывающее положение иглы манометра. Магнитный датчик переводит положение иглы индикатора в электрический сигнал, позволяя другим (обычно удаленным) индикации или сигнализации.

Пневматический

Датчики пневматического уровня используются там, где существуют опасные условия, где нет электрической мощности или его использование ограничено или в приложениях, связанных с тяжелым илом или суспензией. Поскольку сжатие колонны воздуха против диафрагмы используется для привлечения переключателя, ни один процесс жидкости не контактирует с движущимися частями датчика . Эти датчики подходят для использования с очень вязкими жидкостями, такими как смазка, а также на водной и коррозионной жидкости. Это имеет дополнительное преимущество в том, что он является относительно недорогой техникой для мониторинга точечного уровня. Изменением этой техники является «баблер», который сжимает воздух в трубку к нижней части резервуара, пока увеличение давления не остановится, когда давление воздуха становится достаточно высоким, чтобы выбросить пузырьки воздуха от нижней части трубки, преодолевая давление там. Измерение стабилизированного давления воздуха указывает на давление в нижней части резервуара и, следовательно, массу жидкости выше.

Проводящий

Датчики проводящего уровня идеально подходят для обнаружения точечного уровня широкого спектра проводящих жидкостей, таких как вода, и особенно хорошо подходят для высоко коррозийных жидкостей, таких как едкая сода, соляная кислота , азотная кислота, хлорид железа и аналогичные жидкости. Для тех проводящих жидкостей, которые являются коррозионными, электроды датчика должны быть построены из титана, Hastelloy B или C, или 316 из нержавеющей стали и изолированы с проставками, сепараторами или держателями материалов керамики, полиэтилена и тефлоновых материалов. В зависимости от их дизайна, с одним держателем можно использовать несколько электродов разных длин. Поскольку коррозионные жидкости становятся более агрессивными по мере повышения температуры и давления, эти экстремальные условия необходимо учитывать при указании этих датчиков.

Датчики проводящего уровня используют низковольтный источник питания с ограниченным током, применяемый на отдельных электродах. Благодарность питания соответствует проводимости жидкости, с версиями более высокого напряжения, предназначенными для работы в менее проводящих (более высоких сопротивлениях) средах. Источник питания часто включает в себя некоторые аспекты управления, такие как высокий уровень управления насосом или чередующегося насоса. Проводящая жидкость, контактирующая как на самый длинный зонд (общий), так и более короткий зонд (возврат) завершает проводящую цепь. Проводящие датчики чрезвычайно безопасны, потому что они используют низкие напряжения и токи. Поскольку текущий и используемый напряжение по своей природе невелики, по соображениям личной безопасности, метод также способен быть изначально безопасным для соответствия международным стандартам для опасных мест . Проводящие зонды имеют дополнительное преимущество в том, чтобы быть твердыми устройствами и очень просты в установке и использовании. В некоторых жидкостях и приложениях техническое обслуживание может быть проблемой. Зонд должен продолжать быть проводящим. Если наращивание изолирует зонд от среды, он перестанет работать должным образом. Простая проверка зонда потребует омметра, подключенного к подозрительному зонду и наземной ссылке.

Как правило, в большинстве скважин с водными и сточными водами сама скважина с его лестницами, насосами и другими металлическими установками обеспечивает отдачу от земли. Однако в химических резервуарах и в других неземных скважинах установщик должен поставлять возврат заземления, как правило, земляный стержень.

Состояние зависимого частотного монитора

В методе обнаружения изменения частотного состояния микропроцессор используется сигнал низкой амплитуды, генерируемый на нескольких датчиках датчиков различных длины. Каждый зонд имеет частоту, отделенную от всех других зондов в массиве и независимо изменяет состояние при прикосновении к воде. Изменение состояния частоты на каждом зонде контролируется микропроцессором, который может выполнять множественные функции управления уровнем воды.

Сила мониторинга частоты зависимых от состояния - это долгосрочная стабильность зондов для зондирования. Прочность сигнала недостаточно, чтобы вызвать загрязнение, деградацию или ухудшение датчиков из -за электролиза в загрязненной воде. Требования к очистке датчиков минимальны или устранены. Использование нескольких чувствительных стержней различной длины позволяет пользователю интуитивно настраивать переключатели управления на различных высотах воды.

Микропроцессор в частотном мониторе, зависящем от государства, может привлекать клапаны и/или большие насосы с очень низким энергопотреблением. Многочисленные элементы управления переключателями могут быть встроены в небольшой пакет, предоставляя сложную функциональность, специфичную для применения с использованием микропроцессора. Низкое энергопотребление управления согласованным в больших и небольших полевых приложениях. Эта универсальная технология используется в приложениях с широким качеством жидкости.

Датчики как для обнаружения точечного уровня, так и для непрерывного мониторинга

Ультразвуковой

Датчик ультразвукового уровня, используемый на водоочистной установке

Датчики ультразвукового уровня используются для бесконтактного чувствительного уровня очень вязких жидкостей, а также объемных твердых веществ. Они также широко используются в приложениях для очистки воды для контроля насоса и измерения потока открытого канала. Датчики испускают высокочастотные (от 20 кГц до 200 кГц) акустические волны, которые отражаются обратно и обнаруживаются испускающим преобразователем.

Датчики ультразвукового уровня также влияют изменяющаяся скорость звука из -за влаги, температуры и давления. Коррекционные коэффициенты могут быть применены к измерению уровня для повышения точности измерения.

Турбулентность, пена, пара, химические туманы (пары) и изменения в концентрации материала процесса также влияют на реакцию ультразвукового датчика. Турбулентность и пена предотвращают правильную отраженность звуковой волны; Пары и химические туманы и пары искажают или поглощают звуковую волну; и изменения в концентрации вызывают изменения количества энергии в звуковой волне, которая отражается обратно на датчик. Стидящие скважины и волноводы используются для предотвращения ошибок, вызванных этими факторами.

Правильное монтаж преобразователя необходимо для обеспечения наилучшего ответа на отраженный звук. Кроме того, бункер, мусорное ведро или бак должны быть относительно свободны от препятствий, таких как сварки, кронштейны или лестницы, чтобы минимизировать ложные доходности и результирующий ошибочный ответ, хотя большинство современных систем имеют достаточно «интеллектуальную» обработку эха для внесения инженерных изменений в значительной степени, чтобы внести инженерные изменения в значительной степени ненужные, за исключением случаев, когда вторжение блокирует линию вида преобразователя к цели. Поскольку ультразвуковой преобразователь используется как для передачи, так и для получения акустической энергии, он подвергается периоду механической вибрации, известной как «звон». Эта вибрация должна ослаблять (остановку) до обработки сигнала эхом. Чистый результат находится на расстоянии от поверхности преобразователя, который слепой и не может обнаружить объект. Он известен как «зона выпадения», как правило, от 150 мм до 1 м, в зависимости от диапазона датчика.

Требование к схемам обработки электронных сигналов может использоваться для того, чтобы ультразвуковой датчик интеллектуальным устройством. Ультразвуковые датчики могут быть разработаны для обеспечения управления точечным уровнем, непрерывного мониторинга или обоих. Из -за наличия микропроцессора и относительно низкого энергопотребления также существует возможность для последовательной связи от других вычислительных устройств, что делает этот метод для регулировки калибровки и фильтрации сигнала датчика, удаленного беспроводного мониторинга или связи сетевой сети. Ультразвуковой датчик пользуется широкой популярностью благодаря мощному сочетанию низкой цены и высокой функциональности.

Емкость

Датчики уровня емкости преуспевают в измерении присутствия широкого спектра твердых веществ, водных и органических жидкостей и выстрелов. Техника часто называют RF для радиочастотных сигналов, применяемых к цепи емкости. Датчики могут быть спроектированы для ощущения материала с диэлектрическими константами всего 1,1 (кока -кола и летучая зола) и до 88 (вода) или более. Sluds и Splurries, такие как обезвоженные пирожные и северные вод (диэлектрическая постоянная ок. 50) и жидкие химические вещества, такие как QuickLime (диэлектрическая постоянная прибл. 90), также могут быть изменены. Датчики уровня емкости с двумя зонами также могут использоваться для ощущения границы раздела между двумя несмешивающимися жидкостями с существенно различными диэлектрическими постоянными, обеспечивая альтернативу твердому состоянию вышеупомянутому магнитному переключающему переключателям для применения «нефтяной воды».

Поскольку датчиками уровня емкости представляют собой электронные устройства, фазовая модуляция и использование более высоких частот делают датчик подходящим для применений, в которых диэлектрические постоянные являются одинаковыми. Датчик не содержит движущихся деталей, является прочным, простым в использовании и простых в чистке, и может быть разработан для высокой температуры и давления. Существует опасность из-за накопления и сброса высоковольтного статического заряда, который возникает в результате втирания и перемещения низких диэлектрических материалов, но эта опасность может быть устранена с помощью надлежащей конструкции и заземления.

Соответствующий выбор материалов для зондов уменьшает или устраняет проблемы, вызванные истиранием и коррозией. Ощущение точечного уровня клеев и материалов с высокой сумасшедшей, таких как нефть и смазка, может привести к созданию материала на зонде; Тем не менее, это можно свести к минимуму с помощью датчика самонаделения. Для жидкостей, склонных к пени, и применения, склонных к брызгам или турбулентности, датчики уровня емкости могут быть разработаны с помощью Splashguards или оставшихся скважин, среди других устройств.

Значительным ограничением для емкостных зондов является высокие ячейки, используемые для хранения объемных твердых веществ. Требование к проводящему зонду, которое распространяется на дно измеренного диапазона, является проблематичным. Длинные проводящие кабельные зонды (длиной от 20 до 50 метров), подвешенные в мусорное ведро или силос, подвержены огромному механическому натяжению из -за веса объемного порошка в бункере и трении, приложенном к кабелю. Такие установки часто приводят к разрыву кабеля.

Оптический интерфейс

Оптические датчики используются для определения точечного уровня отложений, жидкостей с суспендированными твердыми веществами и жидко-жидкости. Эти датчики ощущают уменьшение или изменение передачи инфракрасного света, испускаемого из инфракрасного диода (светодиод). При правильном выборе строительных материалов и расположения монтажа эти датчики могут использоваться с водными, органическими и коррозионными жидкостями.

Общим применением экономных инфракрасных датчиков оптического интерфейса на основе инфракрасного интерфейса является обнаружение границы раздела ила/воды в рассеянных прудах. Используя методы импульсной модуляции и инфракрасный диод с высокой мощностью, можно устранить помехи от окружающего света, управлять светодиодом с более высоким усилением и уменьшить влияние наращивания на зонд.

Альтернативный подход для непрерывного определения оптического уровня включает использование лазера. Лазерный свет более концентрирован и, следовательно, более способен проникать в пыльную или парную среду. Лазерный свет будет отражать большинство твердых жидких поверхностей. Время полета может быть измерено с помощью точных схем времени, чтобы определить диапазон или расстояние поверхности от датчика. Лазеры остаются ограниченными в использовании в промышленных приложениях из -за стоимости и заботы о техническом обслуживании. Оптика должна быть часто очищена для поддержания производительности.

Микроволновая печь

Микроволновые датчики идеально подходят для использования в влажных, парообразных и пыльных средах, а также в приложениях, в которых температура и давление различаются. Микроволны (также часто описывающиеся как радар), будут проникать в температуру и слои пара, которые могут вызвать проблемы для других методов, таких как ультразвуковые. Микроволны представляют собой электромагнитную энергию и, следовательно, не требуют молекул воздуха для передачи энергии, что делает их полезными в вакуумах. Микроволны, как электромагнитная энергия, отражаются объектами с высокими проводящими свойствами, такими как металл и проводящая вода. С другой стороны, они поглощаются в различных градусах с помощью «низких диэлектрических» или изоляционных сред, таких как пластмассы, стекло, бумага, множество порошков и пищевых вещей и других твердых веществ.

Микроволновые датчики выполняются в самых разных методах. Применяются два основных метода обработки сигналов, каждый из которых предлагает свои собственные преимущества: пульсированная или рефлектометрия во временной области (TDR), которая представляет собой измерение времени полета, деленного на скорость электромагнитных волн в среде (скорость света, разделенная на квадратный корень диэлектрической постоянной среды ), аналогично датчикам ультразвукового уровня и доплеровских системам, использующих методы FMCW. Как и в случае с датчиками ультразвукового уровня, микроволновые датчики выполняются на различных частотах, от 1 ГГц до 60 ГГц. Как правило, чем выше частота, тем точнее и тем более дорого. Микроволновая печь выполняется неконтактной техникой или управляемой. Первый осуществляется путем мониторинга микроволнового сигнала, который передается через свободное пространство (включая вакуум) и отражается обратно, или может быть выполнен в качестве «радара на проволоке», обычно известной как гид -радар или микроволновый радар с гидом. В последнем методе производительность обычно улучшается в порошках и низкой диэлектрической среде, которые не являются хорошими отражателями электромагнитной энергии, передаваемой через пустоту (как в неконтактных микроволновых датчиках). Этот метод может использовать специфические волноводы приложения, чтобы получить более точные результаты или дополнительную информацию, необходимую для применения датчика (например, некоторые датчики могут использовать детали резервуара или другое оборудование в качестве волновода или его детали). Обычная практика использует удаленные волноводы, когда волново -морщик дистанцируется от электронной части (обычно для резервуаров с резкими условиями, радиацией или кипением в жидкостях/газах высокого давления и т. Д.). Но с помощью управляемой методики существуют те же механические ограничения, которые вызывают проблемы для методов емкости (RF), упомянутых ранее путем наличия зонда в сосуде.

Неконтактные микроволновые радиолокационные датчики на основе микроволновки способны видеть с помощью «микроволновой передачи» (непроводящего) стеклянных/пластиковых окон или стен сосудов, через которые может быть передана микроволновая луча, и измерить «микроволновую отражающую» (проводящую) жидкость Внутри (так же, как использовать пластиковую миску в микроволновой печи). Они также в значительной степени не зависят от высокой температуры, давления, вакуума или вибрации. Поскольку эти датчики не требуют физического контакта с материалом процесса, так как передатчик /приемник может быть установлен на безопасное расстояние выше /от процесса, даже при расширении антенны на несколько метров для снижения температуры, но все же реагирует на изменения уровня или изменения расстояния, например, они идеально подходят для измерения продуктов расплавленного металла при более чем 1200 ° C. Микроволновые передатчики также предлагают одно и то же ключевое преимущество ультразвукового: наличие микропроцессора для обработки сигнала, обеспечения многочисленного мониторинга, контроля, связи, настройки и диагностики и не зависят от изменения плотности, вязкости и электрических свойств. Кроме того, они решают некоторые ограничения применения ультразвуковой работы: эксплуатацию в высоком давлении и вакууме, высоких температурах, пыли, температуре и паров. Радары с гидом могут очень успешно измерять в узких ограниченных пространствах, так как направляющий элемент обеспечивает правильную передачу в измеренную жидкость и из измеренной жидкости. Приложения, такие как внутренние оставшиеся трубки, внешние уздечки или клетки, предлагают отличную альтернативу плавучим или смещению устройств, поскольку они удаляют любые движущиеся части или связи и не зависят от изменений или наращивания плотности. Они также превосходны с очень низкими продуктами из отражательной способности микроволновой печи, такими как жидкие газы (СПГ, СПГ, аммиак), которые хранятся при низких температурах/высоких давлениях, хотя необходимо соблюдать осторожность при условиях герметизации и одобрения опасной зоны. На массовых твердых веществах и порошках GWR предлагает отличную альтернативу радиолокационным или ультразвуковым датчикам, но при перемещении продукта необходимо принять некоторую помощь.

Одним из воспринимаемых серьезных недостатков микроволновых или радарных методов для мониторинга уровня является относительно высокая цена таких датчиков и сложных настройки. Тем не менее, цена значительно снизилась за последние несколько лет, чтобы соответствовать таковым ультразвуковой ультразвуки более длительного диапазона, с упрощенной настройкой обоих методов, также улучшающей легкость использования.

Измерение жидкостей непрерывного уровня

Магнитострикция

Датчики магнитострикционного уровня похожи на датчики типа плавания, в которых постоянный магнит, закрытый внутри плавания, движется вверх и вниз по стеблу, в котором магнитостриктивный провод запечатан. Идеально подходит для измерения непрерывного уровня с высокой точностью, непрерывного уровня широкого спектра жидкостей в контейнерах для хранения и доставки, эти датчики требуют правильного выбора плавания на основе удельного тяжести жидкости. При выборе материалов с плавающей и стеблем для датчиков магнитострикционного уровня применяются те же рекомендации, описанные для магнитных и механических датчиков уровня плавания.

Магнитострикционные устройства уровня и положения заряжаются магнитострикционным проводом электрическим током, когда поле пересекает магнитное поле плавания. Сгенерируется механический поворот или импульс, это перемещается обратно по проволоке со скоростью звука, например, ультразвук или радар измеряется расстояние расстояние. Со временем полета из пульса в реестр импульсов. Время полета соответствует расстоянию от датчика, обнаруживающего возвратный импульс.

Из-за возможной точности с помощью магнитострикционной техники он популярен для применений «перенос под стражей». Это может быть разрешено агентством весов и мер для проведения коммерческих транзакций. Это также часто применяется на магнитных прицелах. В этом варианте магнит установлен на поплавке, который путешествует внутри стекла или трубки. Магнит работает на датчике, который установлен извне на давни. Котлы и другие приложения высокого температуры или давления используют это качество производительности

Резистивная цепь

Резистивные датчики уровня цепи аналогичны датчикам магнитного уровня плавания, поскольку постоянный магнит, закрытый внутри поплавка, движется вверх и вниз по стеблу, в котором расположенные переключатели и резисторы закрыты. Когда переключатели закрыты, сопротивление суммируется и преобразуется в сигналы тока или напряжения, которые пропорциональны уровню жидкости.

Выбор плавучих и стволовых материалов зависит от жидкости с точки зрения химической совместимости, а также удельной тяжести и других факторов, которые влияют на плавучесть. Эти датчики хорошо работают для измерений уровня жидкости в морской, химической обработке, фармацевтических препаратах, пищевой промышленности, обработке отходов и других применениях. При правильном выборе двух поплавок резистивные датчики уровня цепи также могут быть использованы для мониторинга наличия раздела между двумя несмешиваемыми жидкостями, уделенные гравитации, более 0,6, но различаются всего за 0,1 единицы.

Магниторезист

Магниторезистентный датчик уровня

Магниторезистентность датчики уровня плавания аналогичны датчикам уровня плавания, однако постоянная пара магнитов запечатана внутри шарнира с поплавкой. Когда поплавок перемещается вверх по движению, а местоположение передается в качестве углового положения магнитного поля. Эта система обнаружения очень точна до 0,02 ° движения. Местоположение Compass обеспечивает физическое местоположение положения поплавкового положения. Выбор плавучих и стволовых материалов зависит от жидкости с точки зрения химической совместимости, а также удельной гравитации и других факторов, которые влияют на плавучесть плавучих. Электронная система мониторинга не вступает в контакт с жидкостью и считается внутренней безопасной или взрывоохранением. Эти датчики хорошо работают для измерений уровня жидкости в морских, транспортных средствах, авиации, химической обработке, фармацевтических препаратах, пищевой промышленности, обработке отходов и других применениях.

Из -за наличия микропроцессора и низкого энергопотребления также существует возможность для последовательной связи от других вычислительных устройств, что делает этот метод для регулировки калибровки и фильтрации сигнала датчика.

Гидростатическое давление

Смотрите также: глубинный датчик

Датчики уровня гидростатического давления являются погружными или внешне смонтированными датчиками давления, подходящими для измерения уровня коррозийных жидкостей в глубоких резервуарах или воде в резервуарах. Как правило, уровень жидкости определяется давлением в нижней части содержания жидкости (бак или резервуар); Давление внизу, отрегулированное для плотности / удельного тяжести жидкости, указывает на глубину жидкости. Для этих датчиков использование химически совместимых материалов важно для обеспечения правильной производительности. Датчики коммерчески доступны от 10 мбар до 1000 бар.

Поскольку эти датчики ощущают повышение давления с глубиной и потому, что удельная тяжесть жидкостей различна, датчик должен быть должным образом откалиброван для каждого применения. Кроме того, большие изменения в температуре вызывают изменения в удельном гравитации, которые следует учитывать, когда давление преобразуется до уровня. Эти датчики могут быть спроектированы, чтобы держать диафрагму свободной от загрязнения или наращивания, что обеспечивает правильную работу и точные измерения уровня гидростатического давления.

Для использования в приложениях на открытом воздухе, где датчик не может быть установлен на нижней части бака или его трубы, специальную версию датчика уровня гидростатического давления, зонда level , может быть подвешена из кабеля в резервуар в нижнюю точку это должно быть измерено. Датчик должен быть специально разработан, чтобы запечатать электронику из жидкой среды. В резервуарах с небольшим давлением головы (менее 100 INWC) очень важно выпустить заднюю часть датчика датчика до атмосферного давления. В противном случае нормальные изменения барометрического давления внесут большую ошибку в выходном сигнале датчика. Кроме того, большинство датчиков должны быть компенсированы за изменения температуры в жидкости.

Операция

Датчики уровня давления погружаются непосредственно в жидкость и остаются навсегда плавающими над дном резервуара. Измерение проводится в соответствии с гидростатическим принципом. Гравитационное давление колонны жидкости вызывает расширение чувствительного датчика датчика элемента, который преобразует измеренное давление в электрический стандартный сигнал. Подключающий кабель из зондов ровных зондов имеет несколько задач для выполнения. В дополнение к источнику питания и пересылке сигналов, датчик уровня удерживается на месте кабелем. Кабель также включает в себя тонкую воздушную трубку, которая направляет давление окружающего воздуха на датчик уровня. Таким образом, зонды уровня обычно разрабатываются как относительные датчики давления, которые используют текущее давление окружающей среды в качестве нулевой точки их измерения.

Без этой так называемой относительной компенсации давления зонды уровня не только измеряют гидростатическое давление, но и давление воздуха на колонке жидкости. На уровне моря это около 1013 мбар, что будет соответствовать давлению, оказываемому толщей воды высотой десять метров. Кроме того, переменное давление воздуха повлияет на результат измерения. Типичные колебания давления воздуха примерно +/- 20 мбар, соответствующие +/- 20 смри (водяная толщина).

Для конструкций глубоких скважин также используется принцип измерения герметичного датчика. С глубины ок. 20 м, относительное давление может быть компенсировано только в ограниченной степени тонким шлангом. Датчик уровня затем проектируется в виде абсолютного передатчика давления, нулевая точка которого регулируется до желаемого среднего давления воздуха в зависимости от местоположения использования. Это означает, что датчик уровня больше не имеет никакой связи с атмосферой. Возможные колебания давления воздуха могут оказать влияние на результат измерения, но они играют довольно незначительную роль в глубоких скважинах.

Формулировка

Гидростатическое давление, также гравитационное давление или гравитационное давление, происходит внутри стационарной жидкости. Это вызвано гравитацией и зависит от плотности и высоты жидкой колонны. Масса жидкости не имеет значения - см. Также гидростатический парадокс - то есть не общий вес жидкости в контейнере, но уровень заполнения является решающим.

$p(h)=\rho gh+p_{0}$

где:

$\rho$ = плотность [для воды: $\rho$ ≈ 1000 кг/м³]

$g$ = гравитационная постоянная [: $g$ ≈ 9,81 м/с²]

$h$ = высота жидкой колонны

$p_{0}$ = давление в воздухе окружающего воздуха

$p(h)$ = гидростатическое давление

Измерительный минимальный уровень начинается с полного покрытия измерительного элемента вблизи головного конца датчика уровня. Уровни заполнения ниже зонда уровня не обнаружены. В зависимости от применения и высоты монтажа, поэтому необходимо отрегулировать уровень в единице оценки до соответствующей высоты монтажа с настройкой смещения. 

Типы дизайна

В зависимости от требований сайта, датчики уровня гидростатического давления предлагают различные функции:

Защитная кепка

Размер и количество отверстий / отверстий

Жилищный материал

Нержавеющая сталь, титан, PTFE

Кабельный материал

PE, FEP, Pure EPR, PA

Измеренный принцип

Относительный или герметичный датчик

Сенсорная технология

Пьезорезистивный кремниевый датчик, керамический датчик толстого фильма, керамический емкостный

Воздушный пузырьк

Датчик уровня воздушного баблера использует трубку с отверстием под поверхностью уровня жидкости. Фиксированный поток воздуха проходит через трубку. Давление в трубе пропорционально глубине (и плотности) жидкости на выходе трубки.

Системы воздушных пузырьков не содержат движущихся частей, что делает их подходящими для измерения уровня сточных вод, дренажной воды, осадка сточных вод, ночной почвы или воды с большим количеством суспендированных твердых веществ. Единственная часть датчика, который контактирует с жидкостью, - это пузырьковая трубка, которая химически совместима с материалом, уровень которого должен быть измерен. Поскольку точка измерения не имеет электрических компонентов, метод является хорошим выбором для классифицированных опасных областей. Контрольная часть системы может быть безопасно расположена, с пневматической сантехникой, изолирующей опасность из безопасной области.

Системы воздушных барщиков являются хорошим выбором для открытых резервуаров при атмосферном давлении и могут быть построены так, чтобы воздух высокого давления направляется через обходной клапан, чтобы сместить твердые вещества, которые могут засорить пузырьковую трубку. Техника по своей природе самоочищается. Он настоятельно рекомендуется для применений измерения уровня жидкости, где ультразвуковые, плавучие или микроволновые методы оказались недоступными. Система потребует постоянной подачи воздуха во время измерения. Конец трубки должен быть выше определенной высоты, чтобы избежать шлама от засорения трубки.

Гамма Рэй

Уровень датчика ядерного уровня или измерения гамма -измерения измерения из -за ослабления гамма -лучей, проходящих через сосуд процесса. Техника используется для регулирования уровня расплавленной стали в процессе непрерывного литья стали. Плесень, охлаждающую водяным охлаждением, расположена с источником излучения, такого как кобальт-60 или Цезий-137 , с одной стороны, и чувствительным детектором, таким образом, как сцинтилляционный счетчик с другой. По мере того, как уровень расплавленной стали поднимается в форме, датчик обнаруживается меньше гамма -излучения. Техника обеспечивает бесконтактное измерение, когда тепло расплавленного металла составляет методы контакта и даже непрактичные неконтактные методы.

Датчики нуклеонического уровня часто используются в цепях дробления минералов, где увеличение обнаружения гамма -лучей указывает на пустоту по сравнению с заполнением рудой.

Смотрите также

• Датчик топлива
• Уровень (инструмент)
• Список датчиков
• Зрелище Стекло
• Прилив