静压式液位传感器 图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了
图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了
常用的几种液位传感器的应用及原理熟悉不同液位传感器的工作原理及优缺点,有助于帮助我们选择更合适的液位传感器,下面就是目前常见的液位传感器的检测原理。
1激光液位传感器
激光液位传感器是一种非接触式高精度液位传感器它的性能非常好。它与超声波液位传感器的工作原理很相近,只是把超声波换成光波。激光束很细,即使液位表面极其粗糙,它也能正常工作,激光式液位传感器可以接收的范围非常广,一般激光式液位传感器采用近红外光。它是通过利用半透射反射镜处理由光流发射出的激光。一部分作为基准参考信号输入时间变送器,另一部分通过半透射反射镜的激光经过光学系统处理成为一定宽度的平行光束照射在物体面上。反射波到达传感器接收部再转换成电信号。因为从照射到接受的时间很短,所以利用取样电路扩大成毫微秒数量级,便于信号处理,进行时间的测量。利用微机进行数据处理,变为数字显示液位值的模拟输出信号,再利用软件检测信号的可靠件,如果测定系统出现故障则报警。这种传感器适用于湖泊、河道、水库、明渠、潮汐、城市水文水位等监测领域。
2雷达液位传感器
雷达液位传感器,具备和激光测量原理同样的优势,并且不受测量介质的影响,受外部环境影响较小,无需重复校准,但测量的高度一般在6米以内,特别适用于带加热蒸汽的大型容器的罐内测量,如渣油、沥青等监测领域。
3超声波液位传感器
超声波液位传感器,原理是监测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度,安装简单,灵活性较高,但容易受到超声波传播能量损耗的影响,不适用于吸波环境,如泡沫、粉尘、蒸汽等监测领域。
4静压式液位传感器
静压式液位传感器,测量原理是通过在底部安装压力传感器得到压力值。计算转换为液位高度,优点是不收液面高度的影响,但是高度越高,要求的液位传感器精度也越高,长时间使用或者更换液体时需要进行校准。广泛应用于城市的给排水、污水处理、水库、河道、海洋等监测领域。
5浮球式液位传感器
浮球式液位传感器,通过浮球的升降来测量液位的变化,为机械式检测,重复精度较差,不适合粘稠性或含杂质的液体,容易造成浮球堵塞。浮球式液位传感器的应用范围比较广且经济实用,常用于集水坑、消防水池、污水处理等监测领域,不适用食品卫生行业的监测领域。
6音叉振动液位开关
音叉振动液位开关,广泛应用在工业控制系统中,适用于几乎所有液体监测领域。例如,工厂冷却液罐和润滑剂罐等液位连续监控。其原理为:当液体或者散料填充两个振动叉时,共振频率改变时,依靠检测频率改变而发出开关信号。输出为开关量,不能测量连续高度。还有就是光电折射式测量,通过传感器内部发出光源,光源通过透明树脂全反射至传感器接受器,但遇到液面时,部分光线将折射至液体,从而传感器检测全反射回来光量值的减少来监控液面。光电折射式仅适用与透明液体的液位测量。
静压式液位计的测量原理及使用方法
静压式液位计因为稳定性好、结构简单、安装方便、经济耐用等特点而常用于石油化工、冶金、电力、环保等行业的各种介质的测量。
静压式液位计结构静压式液位计由表头,内置毛细软管的特殊导气电缆和一个探头组成。
投入式静压液位计
衬四氟的投入式静压液位计
静压式液位计的测量原理静压式液位计属于差压液位计的一种,核心原理就是根据压力换算成液位。
当静压式液位计投入到被测液体某一深度时,传感器表面产生的压力为:
P(压力)=ρ(被测液体密度)g(常数)h(被测液体高度)+Po(大气压)
通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po ,使传感器测得压力为:ρ .g.H 。
由此可见,被测液体的高度h与被测液体密度ρ成正比,从而根据压力大小值换算成液位高度值。
注:静压式液位计常用于测量密度不变的液体,如密度改变则会对液位的数值产生一定误差。
静压式液位计使用实例现场安装
量程设置
量程的设置分为两种情况,被测液体的密度已知和被测液体的密度未知。
1.已知被测液体的密度
对于已知被测液体的密度时,例如测量水的液位,水的密度是1g/cm³,也就是说1米的水柱产生10KPa的压力,当测量2米高度水槽液位时,静压式液位计对应量程是20KPa
2.未知被测液体的密度
对于不知道被测液体的密度时,量程的设置需要知道探头在最低液位时产生的压力值,把当前的压力值设置为液位计压力量程的最大值,此时对应液位高度就是DCS系统需要设置液位量程的最大值。
当然也可采用程序算法修正密度,静压式液位计默认量程是按水算的,把密度修改为水密度的系数乘积,也可以实现液位的精确测量。
DCS数据库组态
DCS量程组态
DCS画面组态
人机界面显示
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