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产品参数

产品名称:液位(水位)传感器原理和运用留意事项

发布时间:2022-11-24 23:25:00

来源:华体会网页登录入口

产品型号:物位仪表

产品介绍

  液位操控/水位操控的中心在于液位传感器,它决议了液位操控体系的可靠性、稳定性及 运用寿数。液位操控显现外表做得好坏,能够起到景上添花的效果,能够添加许多功用,但并 不是决议液位操控体系寿数的中心。现在大部分液位传感器在清水中运用寿数最长。一般一年 多,好一点的两年,一般不超越三年,差的仅几个月。在热水中绝大部分液位传感器不能运用, 在污水中液位传感器的运用寿数会大打折扣。所以,现有的液位主动操控体系运用寿数一般就 是一两年,这和现代微电子技能的开展构成鲜明对比。现代微电子技能如咱们的冰箱彩电等使 用寿数至少都在七八年以上。现有液位传感器技能有:电极式、光电式、GSK/UQK/GKY、压力 传感器、超声波传感器等,下面临其原理和功用进行剖析比较。

  一、电极式液位操控/水位操控原理 电极式是最早的液位操控/水位操控方法,其操控原理很简略:由于水是导体,有水的时 候两个电极间导电,沟通触摸器吸合。图 1.1 为电极式在水中操控原理示意图。可是电极在水 中会分化并且会吸附许多杂质。假如不及时整理,电极就会失掉效果。所以电极式液位传感器 在清水中运用也只要几个月的寿数,在污水和热水中均不能运用。电极式液位操控技能,简略 廉价,但运用寿数较短。为了补偿电极式液位操控技能的缺点,人们想办法将电极和水别离出 来,所以呈现了干簧管,构成了 UQK 和 GSK 两种液位操控技能。

  二、UQK 液位操控/水位操控原理 干簧管将电极触点密封在玻璃管内,挨近磁铁,触点就会吸合。所以人们在浮球里放一块 磁铁和上、下两个干簧管,通过导线将浮球固定于水池中,如图 2.1。这便是 UQK 的液位操控 /水位操控方法。当水池无水的时分,浮球下垂,磁铁在下限干簧管处,故下限干簧管吸合。 当水池有水的时分如图 2.2,浮球上翻,磁铁在上限干簧管处,故上限干簧管吸合。将干簧管 触点串接沟通触摸器,就能够操控水泵发动,见图 2.3。这种方法依靠水的浮力使浮球上下翻 转,上限、下限间的间隔依据导线的长度来决议。由于要考虑耐流问题,导线不能太细。一起 导线运用一段时间后,变得死板发硬,翻转很不灵敏。所以浮子翻转有时高一点,有时低一点,

  三、GSK 液位操控/水位操控原理 GSK 也选用干簧管,它将干簧管固定在管壁内固定的方位。浮子跟着浮力沿着管壁上下滑 动,见图 3.1。浮子内有磁铁,通过干簧管时,触点吸合。干簧管触点也是直接串接沟通触摸 器,能够操控水泵发动,见图 3.2。GSK 上下限方位准确,但管壁不能有脏东西,装置不能倾 斜(小于 30°),否则会影响浮子的上下移动。干簧管运用的环境温度不能过高,管壁和浮 子之间仅 1mm 左右的缝隙,很简单被脏东西卡住。所以 GSK 也不适用于污水和热水。

  以上为传统的液位操控/水位操控方法,可直接接 220V 或 380V 沟通电,归于强电产品。 可是,直接运用强电,电极插在水中很不安全。而干簧管因水位动摇,触点频频吸合,运用寿 命大幅下降。所以,呈现了直接选用弱电的几种液位操控/水位操控方法。

  压力式液位传感器运用液体压力来检测液位,它将压力模拟量通过量化转化为数字显现。 其间的传输间隔不能太远,最好在 200 米以内,且需求屏蔽线传输。由于存在量化、电流飘移 和传输搅扰等影响,显现的液位高度和实践的液位高度往往存在较大的差错。假如用在密闭的 管道体系中,这种差错对运用者并无大碍。比方显现 5MPa,由于差错,实践并不是准确的 5MPa。 但客户无所谓,假如觉得压力过低,再调高一些就能够了。至所以不是准确的 5MPa,没有多 大联系。但要是用在打开的容器,如水箱水池,这种差错就简单发生误动作。比方显现的液位 高度为 2.4 米,实践上或许超越 2.8 米。所以在水箱或水池中运用这种传感器常常由于不准确 而形成主动操控失灵,越小的水箱越简单失控。别的这种传感器不能在污水中运用,由于透水 孔径很小,很简单被泥沙堵住。所以投入式压力传感器一般要求装置不能放在水池/水箱底部, 由于常有泥沙堵住透水孔,可见其耐污性较差。压力传感器内部有电子元件,不能作业于较高 的温度,所以也不适用于热水。

  五、超声波液位计 超声波液位计在工业主动化中的运用越来越多。下面,咱们剖析一下超声波液位计的原理, 看看运用超声波液位计时应留意哪些问题。超声波液位计是通过换能器外表轰动推进空气发生 超声波。超声波宣布后换能器会有瞬间的停止,意图是为了承受回来的超声波。宣布的超声波 遇到水面反射回来再传回到换能器,引起换能器外表轰动,这就接纳了超声波。这样一发一收, 依据其时间差就能够计算出液位的高度了。所以超声波液位计的中心在于回来的波能够引起换 能器外表的轰动,接纳到回来的超声波。咱们能够想象一下,假如换能器外表掩盖一层油污, 或许一个水滴,换能器还能接纳到超声波吗?所以超声波液位计运用时必定要留意防潮、防污, 不适用于污水池,或挥发性强的液体中。由于排污池的周围环境一般比较脏,水泵等许多设备 的机油排放在周围,换能器外表很简单粘上一层油污。挥发性液领会发生雾气吸收超声波,削 弱回波的强度。 依据以上的剖析,咱们把超声波液位计的运用留意事项总结一下: 榜首,超声波液位计都存在盲区(一般为 400mm),且装置时不能离容器壁太近(最好 大于 500mm)。比方,排污池一般都很小,里边又有水泵及管道,这些障碍物都会反射波, 形成误判。 第二,超声波传感器检测的液面要求比较平稳,不能有太大的动摇。而排污泵在排水时搅 动水面,或许容器内有拌和机时都会形成较大的动摇,影响检测的准确度。

  第三,雾气会吸收超声波,影响检测。有些排污池会排放一些热水,发生一些水蒸气,造 成误判别。所以超声波液位计也不适用于挥发性强的液体中,如浓度较高的酸性、碱性液体。

  第四,便是咱们前面说到的,超声波液位计的换能器外表不能太脏,不能有水滴。 所以超声波液位计也不适用于污水和热水,由于热水有水蒸汽。

  四、光电式液位操控/水位操控原理 光电式液位操控/水位操控选用光反射原理:当传感器玻璃反射面有水时,如图 4.1,发 射光从反射面透射出去,不发生全反射。这时接纳端检测不到光,输出很小的电流,阐明有水。 当传感器反射面无水时,如图 4.2,发射的光在玻璃反射面回来,发生全反射。这时接纳端可 以检测到光,输出毫安级的电流,阐明无水。光电式传感器作业于 12V 直流电,归于弱电。毫 安级电流传输损耗少,能够传很远的间隔。但光电式液位传感器的反射玻璃面假如变脏或被脏 东西挡住时,即便有水,光也会被反射回来,形成判别失误。别的,光电式液位传感器内部的 光接纳元件也不能作业于高温环境,所以光电式液位传感器不能用于污水和热水。

  五、GKY 液位操控/水位操控原理 GKY 结合传统浮子和光电式液位操控的传输特性。其一,GKY 液位传感器运用液体浮力改 变传感器方向,如图 5.1。这一点相似传统浮子,传感器通过细软线固定在悬索的某一点,这 样它能够随水位灵敏上下翻转,检测这一点是否有水,检测方位准确。其二,密封在传感器内 部的微电路能够在不同方向下发生不同的电流(相似手机主动旋转屏幕),这一点相似光电式 液位操控:有水时电流很小,无水时发生毫安级的电流。毫安级的电流传输衰耗少,传输间隔 可达几十公里。GKY 液位传感器作业于 12V 安全电压,短路电流仅 3mA,归于本安型电路。其 检测方法和水质无关,所以能够用于清水、污水和 70°C 以下的热水中。该传感器只需两根普 通传输线传输,接线

  以上这些都是跟着液位传感器的改变而发生的不同的液位操控/水位操控方法。液位传感 器决议了它们运用的局限性,如电极式只能用于清水,并且运用过程中过一段时间需整理一下 电极。假如用于污水很快就会吸附许多杂质而无法运用。GSK 也不能用于污水,由于 GSK 浮子 和管壁之间只要 1-2mm 的缝隙,很简单被脏东西堵住,形成浮子上下滑动不灵敏。光电式也 不能用于污水,由于玻璃反射面脏了就会呈现误判别。压力传感器、超声波等都不能作业于较 脏的环境。只要 GKY 能够在污水和清水中运用,是现在市场上仅有一款勇于许诺三年内包换 液位传感器。

  六、有关热水的水位操控 以上的液位传感器绝大部分不能用于热水。由于热水有水蒸汽,电极式、光电式、超声波 都不能运用。由于环境温度较高,压力传感器、干簧管就不能运用。GKY 液位传感器能够在 70°C 以下的热水中运用。所以热水的液位操控一直是一个难点,尤其是高温热水。现在,热 水中水位操控首要选用磁翻板方法。磁翻板是磁性浮球在钢管内,管外加装干簧管和标尺。浮 球上下起浮,能够吸合管外的干簧管。但从实践运用效果来看,假如水温在 70℃以下时,使 用寿数还能够。一旦超越 70℃乃至到 90℃以上时,运用寿数就大打折扣了。由于磁性材料的 磁性会跟着温度的升高而衰减,到 100℃时会下降到常温的 70%。现在,介绍一种新的高温热 水操控方法,便是选用传统玻璃管液位计外加光电监控探头来完成。光电监控探头便是在玻璃 管外加装一红外发光管,发射红外线。另一方装置一红外接纳管,接纳红外线。在玻璃管内放 一个浮子。当浮子通过红外探头时,遮住光路,就将液位信号发送出去。详细原理图如下:

  假如是一般的水,在玻璃管内放一个一般的浮子就能够了。玻璃管外放置红外探头。当浮 子通过探头时,遮住光路,转换器就将水位信号发送出去。

  假如是热水,玻璃管最好选用石英管,它的硬度、透明度、耐酸性、耐高温性和耐磨性都 要远高于玻璃管。液位计两头的拷克阀门也要选用可用于热水的不锈钢阀门。在石英管内放一 个耐高温的浮子,热水浮子选用新式的有机高分子材料制造,能够耐受 150℃以上的高温。浮 子随水位上下起浮。玻璃管外放置一发光电管,另一端接一根光纤,将光信号引出来。由于光 接纳管易受温度影响,所以有必要用光纤引出光信号。当浮子通过期,遮住光路,转换器就将水 位信号发送出去。这种方法光信号由光纤引出,电子元件不触摸高温,因此运用寿数长。

  综上所述, 液位操控/水位操控技能都是环绕液位传感器开展起来的,尽管液位传感器 是中心,但液位操控外表也能够起到延伸传感器运用寿数,添加许多辅佐性功用的效果。例如 能够添加液位显现、报警等基本功用。还添加一些杂乱的操控功用,如双台泵替换运用。这个 能够均衡负载,防止一台泵长时间不运用而锈死的现象。还有 RS485 通讯接口,能够直接接入网 络。还有循环作业操控功用,能够用于多台泵的操控。所以 GKY 外表有通用的,还有用于 2 台泵、3 台泵、4 台泵等专用外表,便于制造各种功用的水泵操控箱。

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