液位傳感器的不同類型和用途
工業(yè)液位傳感器用于各種制造和工業(yè)應(yīng)用。本文討論了液位傳感器的不同類型和用途。
一、什么是液位傳感器？
液位傳感器包括各種傳感器，包括可用于測(cè)量罐或箱中產(chǎn)品液位的任何設(shè)備。這些傳感器監(jiān)測(cè)的成分由液體或液體狀物質(zhì)組成。它們的范圍從水和石油產(chǎn)品到水泥和糧倉(cāng)。
液位傳感器在幫助制造商和分銷商保持存儲(chǔ)容器中產(chǎn)品數(shù)量的運(yùn)行記錄方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們的用途超出了制造和工業(yè)環(huán)境，它們是大多數(shù)汽車、飛機(jī)和船只中燃油液位計(jì)的驅(qū)動(dòng)裝置。液位傳感器涵蓋了從簡(jiǎn)單的杠桿到伽馬射線檢測(cè)的廣泛技術(shù)，幾乎可用于罐中液體或顆粒狀固體產(chǎn)品的任何應(yīng)用。
由于有許多不同類型的液位傳感器，本文的范圍將重點(diǎn)介紹機(jī)器人和控制行業(yè)中最常見的傳感器。在機(jī)器人行業(yè)中，液位傳感器用于向控制系統(tǒng)提供信息，以便在處理過(guò)程中做出決策。傳感器可用于發(fā)出有關(guān)泵故障的警告，或在儲(chǔ)罐液位意外下降時(shí)指示是否存在泄漏。在某些情況下，也可以使用液位傳感器來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)出罐的流量。
二、液位傳感器的類型
有許多不同類型的液位傳感器：槳式、非接觸式、潛水壓力、浮子、導(dǎo)波雷達(dá)、超聲波、電容和起泡器等等。它們?yōu)樵S多不同類型的液體和顆粒材料提供多種功能。盡管它們可能以根本不同的方式工作，但每種類型的傳感器都會(huì)產(chǎn)生相同的結(jié)果；向控制器或操作員發(fā)送有關(guān)儲(chǔ)料箱或儲(chǔ)罐中物料狀態(tài)的信號(hào)。
三、槳式傳感器
槳式傳感器主要用于散裝固體容器系統(tǒng)，或使用非常粘稠材料的制造過(guò)程?；驹砩婕耙粋€(gè)旋轉(zhuǎn)槳，當(dāng)料倉(cāng)中的材料碰到它所在的罐的水平時(shí)，它會(huì)減慢或停止。
槳式開關(guān)中電動(dòng)機(jī)上增加的扭矩激活發(fā)送到系統(tǒng)控制器或操作員的輸出。在散裝水泥或采礦業(yè)等惡劣環(huán)境中，它們可靠并且通常比某些其他類型的傳感器具有更好的耐用性，因?yàn)樗鼈兙哂锌够覊m和其他污染物的能力。
四、浮子傳感器
浮球開關(guān)傳感器是一些可用的最簡(jiǎn)單的液位傳感器。在液體應(yīng)用中，它們可與罐入口處的閥門配合使用，以自動(dòng)將罐中的液位保持在一定高度。它們利用較重的液體提升較輕的固體浮子的浮力效應(yīng)進(jìn)行操作。
當(dāng)液體在容器中上升時(shí)，浮子會(huì)抬起杠桿，然后操作閥門或電氣開關(guān)。如果是開關(guān)操作的浮球，則開關(guān)會(huì)向控制器發(fā)送輸出信號(hào)。
連續(xù)浮子傳感器比單層浮子開關(guān)更復(fù)雜，包括一個(gè)帶有磁鐵的桿，沿著罐的高度向下移動(dòng)。桿內(nèi)部是傳感器，當(dāng)靠近磁鐵時(shí)會(huì)發(fā)送輸出。附著在浮子上的磁鐵沿著桿的長(zhǎng)度移動(dòng)，并根據(jù)其在桿下的位置打開不同的傳感器。連續(xù)浮動(dòng)傳感器增加的成本和復(fù)雜性被它們發(fā)送的有價(jià)值的數(shù)據(jù)所抵消。它們能夠在任何給定時(shí)間提供罐或儲(chǔ)存容器中確切液體量的準(zhǔn)確讀數(shù)。
五、壓力傳感器
壓力傳感器只是一個(gè)壓力表，用于輸出容器中液體所施加的壓力。壓力用于確定傳感器上方液柱的高度。隨著罐中液位的增加，壓力也會(huì)增加，傳感器根據(jù)罐中液體的高度給出輸出。壓力傳感器有助于降低其他類型的機(jī)械操作液位傳感器的復(fù)雜性。
起泡器傳感器是一種可用于通風(fēng)罐的壓力傳感器。它們由一根從水箱頂部延伸到底部附近的管道組成。一股空氣或氣體從外部來(lái)源泵入罐中，然后在罐內(nèi)起泡。壓力表測(cè)量泵入油箱的氣壓，以確定流體的液位。它們適用于高粘度液體，浸入式傳感器難以正常工作。
壓力傳感器使用罐底部的壓力通過(guò)傳感器將信號(hào)發(fā)送到控制系統(tǒng)。換能器在其簡(jiǎn)單性方面比起泡器傳感器具有優(yōu)勢(shì)，但不適用于極粘的材料。
六、電容液位傳感器
電容傳感器使用罐中流體類型固有的介電常數(shù)。他們需要在絕緣棒或非絕緣棒上安裝一個(gè)變送器來(lái)測(cè)量罐中材料的電容。絕緣棒的末端有一個(gè)發(fā)射器，用于測(cè)量它和一個(gè)單獨(dú)的接收器之間的電容。
隨著罐中液位上升，電容也會(huì)上升。對(duì)于非絕緣桿，電容是在桿和罐側(cè)面之間測(cè)量的。一種特殊的傳感器用于根據(jù)桿的反饋確定液體中的電容。
七、超聲波、激光和雷達(dá)傳感器
所有這三個(gè)液位傳感器都以相同的基本原理工作。它們包含一個(gè)發(fā)送和接收單元，該單元使用每個(gè)設(shè)備創(chuàng)建的一種波形來(lái)測(cè)量距離。波浪從罐的頂部開始并向下傳播到液面。波從液體上反彈并被接收單元接收回來(lái)，在那里它記錄發(fā)送和接收之間的時(shí)間量。對(duì)于每種類型的波浪，在特定時(shí)間增量?jī)?nèi)行進(jìn)的距離是已知的，并用于計(jì)算水箱的液位。
八、液位傳感器的用途
液位傳感器的用途幾乎是無(wú)限的。它們的主要功能是傳遞有關(guān)儲(chǔ)罐液位的信息，以實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)化的制造過(guò)程。了解罐或筒倉(cāng)中有多少材料可以幫助確定生產(chǎn)運(yùn)行，并且還可以大大消除未使用產(chǎn)品的浪費(fèi)。在大型油庫(kù)中，液位傳感器讓制造商了解在給定的時(shí)間范圍內(nèi)應(yīng)該生產(chǎn)多少，并幫助他們?yōu)槭袌?chǎng)波動(dòng)做好準(zhǔn)備。
機(jī)器人行業(yè)使用液位傳感器為操作員提供機(jī)器人系統(tǒng)信息，或者用作錯(cuò)誤輸入以在液位低于安全閾值時(shí)停止機(jī)器人。出于安全和維護(hù)原因，依賴液壓系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)需要知道油箱中的液位。
如果系統(tǒng)中出現(xiàn)泄漏，液位傳感器將在設(shè)備出現(xiàn)故障并傷害人員或損壞昂貴設(shè)備之前讓系統(tǒng)知道故障。特定項(xiàng)目的液位傳感器類型需要進(jìn)行一定的研究，以確保工程師選擇正確的設(shè)備。由于目前有許多不同類型的液位傳感器可用，因此可能有不止一種類型的傳感器適用于一個(gè)項(xiàng)目，并且成本可能是比設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)更大的影響因素。
