固體的點和連續(xù)液位檢測以及液位點檢測
有多種傳感器可用于固體的點水平檢測。這些包括振動,旋轉(zhuǎn)槳,機械(振膜),微波(雷達(dá)),電容,光學(xué),脈沖超聲波和超聲波液位傳感器。
振動點
振動點探針原理
這些檢測出非常細(xì)的粉末(堆積密度:0.02 g / cm 3 - 0.2 g / cm 3),細(xì)粉末(堆積密度:0.2 g / cm 3 - 0.5 g / cm 3)和顆粒狀固體(堆積密度: 0.5g / cm 3或更高)。通過適當(dāng)選擇振動頻率和適當(dāng)?shù)撵`敏度調(diào)整,它們還可以感知高度流化的粉末和靜電材料的水平。
單探頭振動液位傳感器是散裝粉末水平的理想選擇。由于只有一個傳感元件與粉末接觸,因此消除了兩個探針元件之間的橋接,并較大限度地減少了介質(zhì)積聚。探針的振動趨于消除探針元件上材料的積聚。振動液位傳感器不受灰塵,電介質(zhì)粉末產(chǎn)生的靜電荷或電導(dǎo)率,溫度,壓力,濕度或水分含量變化的影響。音叉型振動傳感器是另一種選擇。它們往往成本較低,但在尖齒之間容易發(fā)生材料堆積,
旋轉(zhuǎn)槳
旋轉(zhuǎn)槳葉液位傳感器是一種非常古老且成熟的技術(shù),用于批量實心點液位指示。該技術(shù)使用一個旋轉(zhuǎn)槳輪的低速齒輪馬達(dá)。當(dāng)槳葉被固體材料擋住時,電動機通過其自身的扭矩在其軸上旋轉(zhuǎn),直到安裝在電動機上的法蘭接觸機械開關(guān)。槳葉可以由多種材料構(gòu)成,但是不允許在槳葉上形成粘性材料。如果由于料斗中的高濕度或高環(huán)境濕度而使加工材料變粘,則可能發(fā)生堆積。適用于每單位體積重量極低的材料,如珍珠巖,膨潤土或粉煤灰,使用特殊槳葉設(shè)計和低扭矩馬達(dá)。必須通過將槳葉正確放置在料斗或料斗中并使用適當(dāng)?shù)拿芊饧䜩矸乐辜?xì)小顆粒或灰塵滲入軸承和馬達(dá)。
準(zhǔn)入型
射頻導(dǎo)納水平傳感器使用桿探頭和射頻源來測量導(dǎo)納的變化。探頭通過屏蔽同軸電纜驅(qū)動,以消除將電纜電容改變?yōu)榻拥氐挠绊。?dāng)電平在探針周圍變化時,觀察到電介質(zhì)的相應(yīng)變化。這改變了這種不完美電容器的導(dǎo)納,并且測量該變化以檢測電平的變化。[2]
液位點檢測
用于液體中點水平檢測的典型系統(tǒng)包括磁性和機械浮子,壓力傳感器,導(dǎo)電傳感或靜電(電容或電感)檢測器 - 以及通過電磁測量信號到流體表面的飛行時間(例如磁致伸縮),超聲波液位計,雷達(dá)液位計或光學(xué)傳感器。[3] [4]
磁力和機械浮子
另請參見:浮子(液位),浮子開關(guān)和磁翻版液位計
磁性,機械,電纜和其他浮子液位傳感器背后的原理通常涉及通過直接接觸開關(guān)或打開簧片的磁性操作來打開或關(guān)閉機械開關(guān)。在其他情況下,例如磁致伸縮傳感器,可以使用浮動原理進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。
對于磁力驅(qū)動的浮子傳感器,當(dāng)密封在浮子內(nèi)的永磁體上升或下降到致動水平時發(fā)生切換。對于機械致動的浮子,由于浮子相對于微型(微)開關(guān)的移動而發(fā)生切換。對于磁性和機械浮子液位傳感器,化學(xué)兼容性,溫度,比重(密度),浮力和粘度會影響閥桿和浮子的選擇。例如,較大的浮子可以與具有低至0.5的特定重力的液體一起使用,同時仍然保持浮力。浮法材料的選擇也受溫度引起的比重和粘度變化的影響 - 這些變化直接影響浮力。[5]
磁翻板液位計可以設(shè)計成使得護(hù)罩可以保護(hù)浮子本身免受湍流和波浪運動的影響。磁翻板液位計可在各種??液體中良好運行,包括腐蝕性物質(zhì)。然而,當(dāng)用于有機溶劑時,需要驗證這些液體與用于構(gòu)造傳感器的材料在化學(xué)上是否相容。浮球式傳感器不應(yīng)與高粘度(厚)液體,粘附在閥桿或浮子上的污泥或液體,或含有金屬碎屑等污染物的材料一起使用; 其他傳感技術(shù)更適合這些應(yīng)用。
浮子型傳感器的一個特殊應(yīng)用是確定油水分離系統(tǒng)中的界面水平。可以使用兩個浮子,每個浮子的尺寸一方面與油的比重相匹配,另一方面與水相匹配。閥桿式浮子開關(guān)的另一個特殊應(yīng)用是安裝溫度或壓力傳感器以創(chuàng)建多參數(shù)傳感器。磁懸浮開關(guān)因簡單,可靠和低成本而廣受歡迎。
磁傳感的一種變化是“ 霍爾效應(yīng) ”傳感器,它利用機械壓力表的磁感應(yīng)指示。在典型的應(yīng)用中,磁敏感的“霍爾效應(yīng)傳感器”固定在具有磁化指示針的機械罐式壓力計上,以便檢測壓力表針的指示位置。磁傳感器將指示針位置轉(zhuǎn)換為電信號,允許其他(通常是遠(yuǎn)程的)指示或信號。[3]
氣動
氣動液位傳感器用于存在危險條件,無電力或其使用受限的場合,或涉及重污泥或泥漿的應(yīng)用場合。由于空氣柱對隔膜的壓縮用于驅(qū)動開關(guān),因此沒有處理液接觸傳感器的運動部件。這些傳感器適用于高粘度液體,如油脂,以及水基和腐蝕性液體。這具有額外的好處,即用于點水平監(jiān)測的相對低成本的技術(shù)。這種技術(shù)的一種變化是“起泡器”,它將空氣壓縮到一個管子到罐底,直到壓力增加停止,因為空氣壓力足夠高以從管底部排出氣泡,克服壓力那里。穩(wěn)定空氣壓力的測量表示罐底部的壓力,因此表示上面的流體質(zhì)量。[6] [7] [8] [9] [3] [4]
導(dǎo)電
導(dǎo)電液位傳感器是各種導(dǎo)電液體(如水)點位檢測的理想選擇,特別適用于高腐蝕性液體,如苛性鈉,鹽酸,硝酸,氯化鐵和類似液體。對于那些具有腐蝕性的導(dǎo)電液體,傳感器的電極需要由鈦,哈氏合金B(yǎng)或C或316不銹鋼制成,并用隔板,隔板或陶瓷,聚乙烯和聚四氟乙烯基材料的支架進(jìn)行絕緣。根據(jù)它們的設(shè)計,不同長度的多個電極可以與一個支架一起使用。由于腐蝕性液體隨著溫度和壓力的增加而變得更具侵蝕性,因此在指定這些傳感器時需要考慮這些極端條件。
導(dǎo)電液位傳感器使用跨越單獨電極的低壓,限流電源。電源與液體的電導(dǎo)率相匹配,較高電壓版本設(shè)計為在導(dǎo)電性較低(較高電阻)的介質(zhì)中工作。電源經(jīng)常包含控制的某些方面,例如高低或交替泵控制。接觸較長探針(公共)和較短探針(返回)的導(dǎo)電液體完成導(dǎo)電電路。導(dǎo)電傳感器非常安全,因為它們使用低電壓和低電流。由于所使用的電流和電壓本質(zhì)上很小,出于人身安全的原因,該技術(shù)還能夠“ 本質(zhì)安全 ”以符合危險場所的國際標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)電探針具有固態(tài)器件的額外優(yōu)點,并且安裝和使用非常簡單。在某些液體和應(yīng)用中,維護(hù)可能是一個問題。探頭必須繼續(xù)導(dǎo)電。如果積聚使探頭與介質(zhì)絕緣,它將停止正常工作。對探頭的簡單檢查將需要在可疑探頭和接地參考上連接歐姆表。
通常,在大多數(shù)水井和廢水井中,井本身及其梯子,泵和其他金屬裝置提供地面回流。但是,在化學(xué)品罐和其他非接地井中,安裝人員必須提供接地回路,通常是接地棒。
狀態(tài)依賴頻率監(jiān)視器
微處理器控制的頻率狀態(tài)變化檢測方法使用在不同長度的多個傳感器探針上產(chǎn)生的低幅度信號。每個探針的頻率與陣列中的所有其他探針分開,并且在被水接觸時獨立地改變狀態(tài)。每個探頭上的頻率狀態(tài)變化由微處理器監(jiān)控,微處理器可以執(zhí)行多個水位控制功能。
狀態(tài)依賴頻率監(jiān)測的強度是傳感探針的長期穩(wěn)定性。由于污染水中的電解,信號強度不足以導(dǎo)致傳感器的結(jié)垢,退化或劣化。傳感器清潔要求極低或消除。使用不同長度的多個傳感桿允許用戶直觀地設(shè)置各種水高度的控制開關(guān)。
狀態(tài)相關(guān)頻率監(jiān)視器中的微處理器可以以非常低的功耗驅(qū)動閥和/或大型泵。多個開關(guān)控件可以內(nèi)置到小型封裝中,同時使用微處理器提供復(fù)雜的應(yīng)用特定功能。在大型和小型現(xiàn)場應(yīng)用中,控制器的低功耗是一致的。這種通用技術(shù)用于具有廣泛液體質(zhì)量的應(yīng)用中。
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