超聲波式、伺服式、靜壓式液位傳感器的工作原理
同其他傳感器一樣,液位傳感器也有很多種類,常見的有超聲波式、伺服式和靜壓式三種。由于各自的工作原理以及性能之間的差異,它們的應(yīng)用也不一樣。下面從傳感器的工作原理方面分析,介紹它們都有哪些特點(diǎn)。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/160055.htm超聲波液位傳感器的工作原理是由換能器發(fā)出高頻超聲波脈沖遇到被測(cè)介質(zhì)表面被反射回來,部分反射回波被同一換能器接收,轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波脈沖以聲波速度傳播,從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需時(shí)間間隔與換能器到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時(shí)間T之間的關(guān)系可以用公式表示:S=CT/2。
由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度,使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭,無法識(shí)別,不能測(cè)量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測(cè)量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波液位傳感器的型號(hào)有關(guān)。超聲波液位傳感器可以應(yīng)用于各種復(fù)雜工況。換能器內(nèi)置溫度傳感器,可實(shí)現(xiàn)測(cè)量值的溫度補(bǔ)償。
伺服式液位傳感器是最近比較成功的新型液位傳感器,主要應(yīng)用在輕油品的高精度測(cè)量中。與雷達(dá)液位傳感器形成比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)。 基本原理同鋼帶式液位傳感器,但具有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng),形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過考慮鋼帶自身重力,精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力,得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度,以得到液位值。
靜壓式液位傳感器比較特殊,其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過測(cè)量液體底部的壓力來折算液位高度。由于靜壓式液位傳感器受介質(zhì)密度和溫度影響很大,所以常常精度比較差,而為消除這些影響,靜壓式液位傳感器需要很多其他測(cè)試儀表,結(jié)果搭建一套完善的靜壓測(cè)量系統(tǒng)價(jià)格很高。
用靜壓測(cè)量原理:當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí),傳感器迎液面受到的壓力公式為:
P=ρgH+Po
P:變送器迎液面所受壓力
ρ:被測(cè)液體密度
g:當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>
Po:液面上大氣壓
H:變送器投入液體的深度
同時(shí),通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔,再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負(fù)壓腔相連,以抵消傳感器背面的 Po ,使傳感器測(cè)得壓力為:ρg.H 。顯然 , 通過測(cè)取壓力 P ,可以得到液位深度。
評(píng)論