接觸式和非接觸式液位傳感器選擇需要考慮的正確方法
減少液位測(cè)量選項(xiàng)數(shù)量的好方法是將其分為兩類(lèi)：接觸式和非接觸式。然后，您可以根據(jù)可以測(cè)量的材料類(lèi)型過(guò)濾您的選擇。
接觸式和非接觸式液位傳感器
在確定是接觸還是非接觸時(shí)，需要考慮被測(cè)過(guò)程物料的特性，如罐體尺寸和形狀、過(guò)程所需的壓力和溫度、物料攪拌量、可用功率等。方法是正確的選擇。
需要考慮材料是否具有腐蝕性或粘性，是否會(huì)對(duì)測(cè)量設(shè)備造成損壞，是否具有揮發(fā)性，接觸式傳感器是否會(huì)造成安全隱患，工藝材料的攪拌、溫度或壓力是否會(huì)影響讀數(shù)或損壞接觸式傳感器，以及任何其他麻煩的可能性。
另一方面，非接觸式解決方案可能會(huì)超出項(xiàng)目的預(yù)算限制或無(wú)法提供必要的準(zhǔn)確性。
接觸式液位傳感器
水平視距儀
這里要考慮的第一個(gè)液位測(cè)量設(shè)備也是最簡(jiǎn)單的。液位計(jì)通常由連接在儲(chǔ)罐頂部和底部開(kāi)口附近的管道組成。管道有一個(gè)透明的表面，這樣操作員可以看到處理過(guò)的材料的水平。這在技術(shù)上是非接觸測(cè)量，因?yàn)闆](méi)有傳感器與過(guò)程材料接觸。
然而，應(yīng)該考慮許多與觸摸傳感器相同的問(wèn)題，例如攪動(dòng)、腐蝕性、粘度、溫度、壓力等。這可能會(huì)損壞或遮擋觀察區(qū)域。雖然這種液位測(cè)量方法可能被認(rèn)為是最可靠的，因?yàn)椴僮鲉T實(shí)際上可以看到液位，但儲(chǔ)罐和觀察區(qū)域之間的壓力或溫差會(huì)影響測(cè)量精度。
測(cè)量界面時(shí)，儀器的頂部開(kāi)口必須浸沒(méi)在頂部液體的液位中，底部開(kāi)口必須在密度較高的液體的液位上，否則液位測(cè)量會(huì)不正確。液位計(jì)只能在測(cè)量液體時(shí)使用，因?yàn)轭w粒和泥漿不能流過(guò)液位計(jì)。使用這種類(lèi)型的測(cè)量設(shè)備，任何類(lèi)型的自動(dòng)化都不能納入該過(guò)程。
射頻電容
射頻電容式液位傳感器采用與電子電容相同的工作原理測(cè)量液位。電子電容器由兩塊由絕緣材料隔開(kāi)的導(dǎo)電金屬板組成。電容是衡量電容器所能儲(chǔ)存的能量。
使用非常類(lèi)似于電子電容器的方法，也可以測(cè)量工藝材料的電容，然后將其與水平相關(guān)聯(lián)。如果測(cè)量非導(dǎo)電材料，則該材料用作電容器的絕緣體部分，槽壁用作第二導(dǎo)電板；如果測(cè)量導(dǎo)電材料，探針體用絕緣體屏蔽，該材料用作另一個(gè)導(dǎo)電板。
無(wú)論如何，電平的上升將與測(cè)量電容的增加(超過(guò)空氣電容)有關(guān)。該技術(shù)可用于點(diǎn)測(cè)量液位開(kāi)關(guān)或連續(xù)液位測(cè)量。這種技術(shù)的變體可用于測(cè)量液體、顆粒固體、泥漿和界面水平。
其他裝置，如浮子和置換器，依靠材料的比重(密度)來(lái)測(cè)量液位。他們通常使用類(lèi)似于液位指示器的儀器(連接到罐側(cè)頂部和底部的管道)。
磁性浮子
磁性浮子，一種特殊類(lèi)型的浮子液位傳感器，通常依靠縱向放置在管道中的簧片繼電器。當(dāng)浮子經(jīng)過(guò)這些繼電器時(shí)，磁場(chǎng)會(huì)使它們跳閘。因此，該傳感器的精度受到儀表中簧片繼電器數(shù)量的限制。
其他類(lèi)型的浮子傳感器依靠測(cè)量連接電纜的延伸和收縮。原則上，這種類(lèi)型的傳感器可以在沒(méi)有電源的情況下工作，但很容易因卡住或卡住浮子而失敗。
電阻膠帶
過(guò)程液體的機(jī)械力可以用來(lái)使用所謂的電阻帶測(cè)量液位。兩根導(dǎo)線(xiàn)，一根連接到電壓源，另一根連接到精密電阻，包含在屏蔽柔性探頭中。
靜水壓力推動(dòng)探頭主體，使浸入的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度變短。阻力的變化與過(guò)程液體的液位有關(guān)。這些類(lèi)型的接觸探針往往非常精細(xì)，密度變化的影響很小。它們通常用于測(cè)量液體和泥漿。
置換器
置換器與浮子裝置的不同之處在于，它們比過(guò)程流體密度大，并且由彈簧懸掛。他們依靠阿基米德原理來(lái)檢測(cè)液位上升或下降引起的浮力變化，這等于被替換流體的重量。
儀器頂部的傳感器測(cè)量置換器主體表觀重量的變化。因此，液位測(cè)量是被處理材料覆蓋的置換器長(zhǎng)度和材料比重的乘積。浮子和浮子都需要考慮許多與上述液位計(jì)和接口測(cè)量的特殊注意事項(xiàng)相同的注意事項(xiàng)。
接觸超聲波
振動(dòng)或超聲波液位開(kāi)關(guān)的工作原理是，當(dāng)傳感器沒(méi)有浸入過(guò)程材料中時(shí)，傳感器會(huì)以其共振頻率振動(dòng)。如果頻率衰減，則材料已經(jīng)達(dá)到開(kāi)關(guān)水平。該技術(shù)適用于液體、泥漿和顆粒，但應(yīng)考慮涂層或腐蝕性材料。
振動(dòng)水平開(kāi)關(guān)通常僅用于點(diǎn)水平測(cè)量，而不是連續(xù)水平測(cè)量，并觸發(fā)高和/或低警報(bào)。由于要求的精確度，傳感器本身通常很脆弱。
氣泡管
氣泡管的液位測(cè)量也取決于加工材料的比重。對(duì)于這種類(lèi)型的觸摸傳感器，將一根管子浸入過(guò)程流體中，然后將空氣或氮?dú)馔ㄟ^(guò)罐底部附近的開(kāi)口泵入。產(chǎn)生的背壓與液位和密度成正比。
當(dāng)將管道浸入工藝液體中不切實(shí)際時(shí)，可以通過(guò)儲(chǔ)罐側(cè)面的入口泵送空氣。這種類(lèi)型的傳感器只能用于測(cè)量液位。如果管道浸入的過(guò)程液體保持在恒定水平，背壓的任何變化都是由于密度或界面水平的變化，因此可以測(cè)量這些變量。
非接觸式液位傳感器
雷達(dá)
雷達(dá)是第二次世界大戰(zhàn)期間首次廣泛開(kāi)發(fā)和部署的技術(shù)，作為探測(cè)飛機(jī)、船只和其他大型物體的手段。自從這項(xiàng)技術(shù)被引入民用領(lǐng)域以來(lái)，已經(jīng)確立了這項(xiàng)技術(shù)的許多和平用途，包括液位測(cè)量。
雷達(dá)的工作原理通常是向物體發(fā)射電磁脈沖，等待脈沖從物體反射后返回源，測(cè)量其飛行時(shí)間。脈沖源和物體之間的距離可以計(jì)算為飛行時(shí)間的一半和光速的乘積。當(dāng)用于液位測(cè)量時(shí)，雷達(dá)收發(fā)機(jī)掛在罐的頂部，測(cè)量到過(guò)程物料頂部的距離。
儲(chǔ)罐的總長(zhǎng)度可用于計(jì)算液位。雷達(dá)作為一種非接觸式傳感器，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如攪拌、腐蝕性、粘度、溫度、壓力等。雷達(dá)可用于測(cè)量液體、泥漿和顆粒固體。
然而，具有高導(dǎo)電性的材料通常更適合雷達(dá)水平測(cè)量，因?yàn)樗鼈兎瓷涓嗟陌l(fā)射無(wú)線(xiàn)電信號(hào)。因此，除了罐中的加工材料之外，導(dǎo)電材料(例如攪拌器)可能會(huì)干擾雷達(dá)信號(hào)。
非接觸超聲波
非接觸式超聲波液位傳感器采用與雷達(dá)傳感器非常相似的方法測(cè)量液位。然而，他們沒(méi)有使用無(wú)線(xiàn)電波，而是使用聲波，距離是以飛行時(shí)間的一半和聲速的乘積來(lái)計(jì)算的。與光速不同，聲速取決于溫度，所以水箱的溫度也必須測(cè)量和考慮。
像雷達(dá)一樣，它們也可以用來(lái)測(cè)量液體、泥漿和顆粒固體。產(chǎn)生更強(qiáng)聲學(xué)反射的過(guò)程材料更適合這種類(lèi)型的測(cè)量。水箱內(nèi)有冷凝、積塵等物體會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。
稱(chēng)重單元
稱(chēng)重傳感器通常用于測(cè)量重量，也可用于測(cè)量?jī)?chǔ)罐液位。這些傳感器安裝在儲(chǔ)罐的支柱上，測(cè)量上方容器質(zhì)量施加在它們上面的向下力。第二
考慮到空罐的重量，并假設(shè)罐的側(cè)面是直的，稱(chēng)重傳感器測(cè)量的重量的任何變化都可能與液位的變化相關(guān)聯(lián)。稱(chēng)重傳感器可用于檢測(cè)液體、泥漿和顆粒固體的液位，但加工材料需要具有恒定的密度。稱(chēng)重傳感器通常不用于測(cè)量界面水平。
核
核液位傳感器利用放射性同位素(通常為cobolt-60或銫137)向儲(chǔ)存容器內(nèi)發(fā)射伽馬輻射，并利用位于另一側(cè)的傳感器測(cè)量輻射的衰減或調(diào)頻的變化。同位素是化學(xué)行為相同但中子數(shù)不同的原子。
放射性同位素是同位素變體，在正常條件下不穩(wěn)定，會(huì)衰變?yōu)槠渌亍．?dāng)這些原子衰變時(shí)，它們會(huì)發(fā)出三種不同的輻射(、和)，這些輻射可以被特殊的傳感器拾取和測(cè)量。伽馬輻射用于液位測(cè)量，因?yàn)檫@三種類(lèi)型，它最適合穿透材料。該技術(shù)可用于單點(diǎn)和連續(xù)液位應(yīng)用。在單點(diǎn)測(cè)量中，如高低報(bào)警，傳感器通常與罐體另一側(cè)的輻射源并聯(lián)安裝，任何超過(guò)一定閾值的調(diào)頻變化都會(huì)觸發(fā)報(bào)警。由于放射性元素從各個(gè)方向發(fā)出輻射，連續(xù)液位測(cè)量需要使用沿儲(chǔ)罐長(zhǎng)度方向相對(duì)兩側(cè)的傳感器。
使用空罐檢測(cè)到的衰減作為基線(xiàn)，傳感器檢測(cè)到的任何變化都?xì)w因于傳感器處或上方的液位。雖然這種技術(shù)幾乎不受材料的物理狀態(tài)和特性的影響，但由于使用放射性材料的風(fēng)險(xiǎn)和成本以及與之相關(guān)的污名，通常只有在所有其他選擇都用盡時(shí)才使用。
