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超聲波流量計(jì),差壓式液位計(jì)變送器的種類及工作原理

作者:江蘇宏儀自動(dòng)化儀表有限公司 日期:2019-10-18
液位變送器是對壓力變送器技術(shù)的延伸和發(fā)展,根據(jù)不同比重的液體在不同高度所產(chǎn)生壓力成線性關(guān)系的原理,實(shí)現(xiàn)對水、油及糊狀物的體積、液高、重量的準(zhǔn)確測量和傳送。

一、液位變送器的種類
    液位變送器常用的分別有:投入式液位變送器、法蘭電容式液位變送器、直桿式液位變送器、電感式液位變送器、浮球式液位變送器、磁致伸縮液位變送器等六種。
二、投入式液位變送器
   是基于所測液體靜壓與該液體高度成正比的原理,采用擴(kuò)散硅或陶瓷敏感元件的壓阻效應(yīng),將靜壓轉(zhuǎn)成電信號。經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性校正,轉(zhuǎn)換成4-20mADC標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。
   投入式液位傳感器通過自身構(gòu)造,能夠直接放置在被測液體的中,直接檢測出來的液體高度的數(shù)據(jù),通過硅壓電阻式的方法,轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送到相關(guān)的儀表設(shè)備上,整個(gè)過程方便快捷,而投入式的設(shè)計(jì),不需要對液體內(nèi)部進(jìn)行人工操作,節(jié)約了時(shí)間,提高了效率。
   投入式變送傳感器廣泛應(yīng)用于水廠、污水處理場、城市供水、高樓水池、水井、礦井、工業(yè)水池、水罐、油池、油罐、水文地質(zhì)、水庫、河道、海洋等場合液位的測量與控制。

三、法蘭電容式液位變送器

   原理跟投入式液位變送器基本一樣,只不過電容式液位計(jì)核心部件,采用先進(jìn)的射頻電容檢測電路,經(jīng)過的溫度補(bǔ)償和線性修正,轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(一般為4-20 mA)。
   可選HART、CANBUS、485通訊協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)。具有自校準(zhǔn)功能,用戶可通過兩個(gè)按鍵進(jìn)行“零點(diǎn)”、“量程”自動(dòng)校準(zhǔn),以適應(yīng)各種復(fù)雜場所的不同要求。
  由于電容式液位變送器和投入式液位變送器的原理基本一樣,所以應(yīng)用同樣廣泛。不過兩者有明顯的區(qū)別。比如,介質(zhì)是苯化合物,如果介質(zhì)容易結(jié)晶的話,那么這個(gè)時(shí)候就要使用電容式液位變送器。
1、單法蘭電容式液位變送器
    單法蘭是指變送器的正壓側(cè)是法蘭結(jié)構(gòu),直接與測量介質(zhì)的接口相連,而負(fù)壓側(cè)是采用引壓管將測量介質(zhì)與變送器的容室相連。
    優(yōu)點(diǎn)是,測量精度高,能達(dá)到變送器的測量技術(shù)指標(biāo)。
    缺點(diǎn)是,負(fù)壓管道必須絕對密封,且需對變送器進(jìn)行量程遷移,校驗(yàn)時(shí)應(yīng)將負(fù)壓管道內(nèi)的介質(zhì)液體的誤差遷移。
2、雙法蘭電容式液位變送器
   雙法蘭是指變送器的正、負(fù)壓側(cè)均是法蘭結(jié)構(gòu),可以直接與需測量的容器、管道相連。
   優(yōu)點(diǎn)是安裝容易,校驗(yàn)方便,不需量程遷移。
   缺點(diǎn)是測量精度不高,由于法蘭與變送器之間采用彈性軟管連接,內(nèi)部是充滿硅油,所以對介質(zhì)壓力變化的傳遞有一定的偏差,外界溫度的變化對硅油有一些影響,所以測量反映上就有一定的誤差。
   單法蘭液位變送器測量的是敞開式容器的液位。
   雙法蘭液位變送器測量的是密閉式容器的液位,由差壓變送器與智能放大板組合,可構(gòu)成智能遠(yuǎn)傳壓力、差壓變送器,與符合HART協(xié)議的手操器配合,可以相互通訊,進(jìn)行設(shè)定和測量監(jiān)控。
   法蘭式液位變送器適用于工業(yè)生產(chǎn)過程中各種貯槽、容器, 高溫高壓、強(qiáng)腐蝕等介質(zhì)的液位的連續(xù)測量。與液體接觸部分具有良好的耐腐性,適用于冶金、化工、環(huán)保、電站、造紙、制藥、印染、食品、市政等行業(yè)的液位、料位、油水界面、泡沫界面的連續(xù)監(jiān)測。

四、直桿式液位變送器
   直桿式液位變送器是對壓力變送器技術(shù)的延伸和發(fā)展。根據(jù)不同比重的液體在不同高度所產(chǎn)生壓力成線性關(guān)系的原理,實(shí)現(xiàn)對水、油及糊壯物的體積、液高、重量的準(zhǔn)確測量和傳送。廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、水利、自來水、食品等行業(yè)。
五、電感式液位變送器
   電感式液位變送器,是將各種物液位參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號,遠(yuǎn)傳至操作控制室,供二次儀表或計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制。其良好的結(jié)構(gòu)及安裝方式,可適用于高溫、高壓、 強(qiáng)腐蝕、易結(jié)晶、防堵塞、防冷結(jié)以及 固體粉狀、粒狀物料等特殊條件下的液位,料位或物位的連續(xù)檢測,可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)過程中的檢測控制。
  電感式液位變送器也適用于各類鍋爐、鍋筒液位的檢測,低壓容器、開口容器化工原料的液位檢測,該變送器由DC24V電源供電,二線回路,4-20mA信號輸出,可與各種顯示控制儀表配合使用,能實(shí)現(xiàn)水位顯示,高、低極限報(bào)警、水位的連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié),以確保鍋爐的安全運(yùn)行。
 
六、浮球式液位變送器、浮筒式液位變送器

 

   浮球式液位變送器由液位傳感器和電流轉(zhuǎn)換器兩部分組成,浮球與液位同步變化,控制干簧管吸合斷開,從而使傳感器內(nèi)電阻成線性變化,再由轉(zhuǎn)換器將電阻的變化轉(zhuǎn)換成4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號并疊加數(shù)字信號輸出。能對開口、密閉容器或地下池槽里的介質(zhì)液位在儀表控制室內(nèi)進(jìn)行顯示、報(bào)警和控制。被檢測的介質(zhì)可為水、油、酸、堿、工業(yè)污水等導(dǎo)電及非導(dǎo)電液體,并能克服液體的泡沫所造成的假液位的影響。 廣泛使用于煉油、化工、造紙、食品、及污水處理等行業(yè)。

   浮筒液位變送器由浮筒室、浮筒、扭力管系統(tǒng)及電子測量系統(tǒng)等組成。浮筒浸沒在浮筒室內(nèi)的液體中,與扭力管系統(tǒng)剛性連接,扭力管系統(tǒng)承受的力是浮筒自重減去浮筒所受的浮力的凈值,在這種合力作用下的扭力管扭轉(zhuǎn)一定角度。浮筒室內(nèi)液體的位置、密度或界位高低的變化引起浸沒在液體中的浮筒受到的浮力變化,從而使扭管轉(zhuǎn)角也隨之變化。該變化被傳遞到與扭力管剛性連接的傳感器,使傳感器輸出電壓變化,繼而被電子部件放大并轉(zhuǎn)換為4~20mA電流輸出。浮筒液位變送器采用微控制器與相關(guān)的電子線路測量過程變量,提供電流輸出,驅(qū)動(dòng)LCD顯示及提供HART通信能力。適用于高溫高壓、強(qiáng)腐蝕等介質(zhì)的液位測量。

七、磁致伸縮液位變送器
   磁致伸縮液位變送器,是由測量管、浮子和電子變送器三部分組成。
   測量管外管為不銹鋼保護(hù)管,內(nèi)部為磁致伸縮線,浮子沿測量管隨液面上升或下降,浮子內(nèi)裝有永久磁鐵,并在周圍形成磁場;電子變送器定時(shí)發(fā)出電流脈沖,稱起始脈沖,該脈沖沿磁致伸縮線向下傳播,在向下運(yùn)動(dòng)中其周圍也產(chǎn)生一個(gè)磁場。兩磁場相遇瞬間產(chǎn)生一個(gè)扭力,作用于磁致伸縮線上,形成一個(gè)返回脈沖。該脈沖以固定的速度向上傳播,并被電子變送器所接收。通過測量起始脈沖與返回脈沖之間的時(shí)間間隔即可精確的測出液位高度。

 

  由于磁致伸縮技術(shù)決定了其測量過程中,不受溫度、壓力、介電常數(shù)等因素變化的影響,及高精度、高穩(wěn)定性、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),很好的替換和補(bǔ)充了電浮筒、差壓變送器、雷達(dá)等其它液位產(chǎn)品在現(xiàn)場應(yīng)用中存在的缺陷,廣泛應(yīng)用于各種液位、界面高精度檢測,各類罐區(qū)、各類儲罐、加油站,油水界面及其它界面,石油、化工、冶金、電力、輕工、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)過程液位監(jiān)控,環(huán)保、污水處理及市政工程。

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