傳感百科

不同場景應(yīng)用不同原理的液位傳感器

發(fā)布時間:2024-02-17 來源:未知

液位傳感器是一種測量罐或容器中液體高度的測量裝置。可以確認(rèn)罐內(nèi)的剩余液體量等。有僅檢測液體有無的類型，也有通過連續(xù)測量計算剩余量百分比的類型。有時也稱為液位傳感器。一些液體傳感器也可用于顆粒固體，例如沙子。

液位傳感器的應(yīng)用

在工業(yè)領(lǐng)域，用于清洗的液體材料和溶劑往往儲存在密封、隱形的容器中。通過使用液位傳感器，無需打開容器即可檢查內(nèi)部液體的狀態(tài)，因此可用于監(jiān)控儲罐中的剩余量，特別是在煉油廠和水廠等大型設(shè)施中處理廠、飲料和食品制造廠以及紙張和紙漿生產(chǎn)廠。它不僅用于檢查剩余量，還用于檢查液體的變質(zhì)和質(zhì)量。

液位傳感器原理

有許多不同類型的液位傳感器，每種傳感器的工作原理都不同。典型的有以下四種類型。

1、浮球式

罐的頂部和底部連接有內(nèi)置電線的管子，由磁鐵制成的浮子沿著管子漂浮在液面上，隨著液位而上下移動。浮子的頂部和底部與管內(nèi)的導(dǎo)線共同作用，從變化的距離測量液位。

2.超聲波式

通過向液體表面發(fā)射超聲波、反射超聲波并測量接收之前的時間來測量從傳感器到液體表面的距離。

3.電容式

將傳感器放置在距罐壁一定距離的位置，并監(jiān)測罐壁和傳感器之間的電容。如果傳感器和墻壁之間有液體，則電容會很高；如果是空的，電容會很低。

這里假設(shè)罐壁由金屬制成。如果液體不導(dǎo)電，則液體的電容分量的貢獻(xiàn)隨著液位的增加而增加。

一般情況下，非導(dǎo)電液體的介電常數(shù)比空氣大，因此監(jiān)測到的電容值隨著液位的升高而增大，隨著液位的降低而減小。如果預(yù)先獲得該關(guān)系作為已知函數(shù)，則可以根據(jù)傳感器輸出的實際測量值來確定液位高度。

另一方面，當(dāng)液體導(dǎo)電時，不存在源自液體的電容成分，因此傳感器電極上涂有絕緣體（相對介電常數(shù)恒定的介電材料），并且空氣中液位的高度可以通過配置系統(tǒng)以有效地檢測體積分量的變化，以相同的方式確定。

4. 光學(xué)

它由紅外LED和光接收部分組成，光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計使得紅外線在沒有液體時到達(dá)光接收部分。當(dāng)傳感器浸入液體中時，由于折射，光線不會到達(dá)受光部分，因此可以檢測上升的液位。

非接觸式液位傳感器

非接觸式液位傳感器包括超聲波、無線電波、激光、輻射、重力和直視類型。

超聲波法測量超聲波從液體表面反射并返回所需的時間。雖然它可以在不依賴于液體類型的情況下進(jìn)行測量，但它對冷凝和障礙物很敏感。

無線電波法測量電磁波從液體表面反射并返回所需的時間。雖然其特點是耐環(huán)境能力強(qiáng)，但其缺點是價格昂貴、設(shè)備龐大、笨重。

激光型使用半導(dǎo)體激光器來測量從液體表面反射的光。由于光斑直徑較小，因此不受罐內(nèi)障礙物的影響。另一方面，它價格昂貴，并且需要激光安全管理。

輻射法利用伽馬射線的透射和吸收進(jìn)行測量。雖然它可以在有毒、高溫和高腐蝕性環(huán)境中使用，但由于它可能對人體造成風(fēng)險，因此需要安全管理。

重量法通過測量整個罐的重量來測量液位。它雖然具有不受罐內(nèi)部影響的優(yōu)點，但也有容易受到氣泡等液體比重變化的優(yōu)點。

直接觀察法是一種目視確認(rèn)的方法。雖然它的執(zhí)行成本最低，但缺點是臟了后需要清潔，并且難以自動化。

電極式液位傳感器

電極式液位傳感器（液位開關(guān)）是沒有移動部件的電氣液位傳感器，用于鋼鐵、食品、化工、制藥、半導(dǎo)體、農(nóng)業(yè)用水、水凈化廠、污水處理、等。它被廣泛用于一般用途。

測量時，在接地電極和檢測電極之間施加交流電壓。此時，除非電極與液體接觸，否則不會有電流流動，但如果電極與液體接觸，就會有電流流動。利用這一原理，只能檢測導(dǎo)電液體。

該裝置由電極支架、過程連接件、電極桿和繼電器單元組成。它具有簡單的配置，因為除了繼電器單元之外沒有電子部件和移動部件。

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