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，包括可用于測量罐或箱中產(chǎn)品液位的任何設(shè)備。這些傳感器監(jiān)測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。
液位傳感器在幫助制造商和分銷商保持存儲容器中產(chǎn)品數(shù)量的運行記錄方面發(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、飛機和船只中燃油液位計的驅(qū)動裝置。液位傳感器涵蓋了從簡單的杠桿到伽馬射線檢測的廣泛技術(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，本文的范圍將重點介紹機器人和控制行業(yè)中最常見的傳感器。在機器人行業(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，或在儲罐液位意外下降時指示是否存在泄漏。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產(chǎn)生相同的結(jié)果；向控制器或操作員發(fā)送有關(guān)儲料箱或儲罐中物料狀態(tài)的信號。
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程。基本原理涉及一個旋轉(zhuǎn)槳，當(dāng)料倉中的材料碰到它所在的罐的水平時，它會減慢或停止。
槳式開關(guān)中電動機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，因為它們具有抗灰塵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，浮子會抬起杠桿，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)會向控制器發(fā)送輸出信號。
連續(xù)浮子傳感器比單層浮子開關(guān)更復(fù)雜，包括一個帶有磁鐵的桿，沿著罐的高度向下移動。桿內(nèi)部是傳感器，當(dāng)靠近磁鐵時會發(fā)送輸出。附著在浮子上的磁鐵沿著桿的長度移動，并根據(jù)其在桿下的位置打開不同的傳感器。連續(xù)浮動傳感器增加的成本和復(fù)雜性被它們發(fā)送的有價值的數(shù)據(jù)所抵消。它們能夠在任何給定時間提供罐或儲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源泵入罐中，然后在罐內(nèi)起泡。壓力表測量泵入油箱的氣壓，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傳感器將信號發(fā)送到控制系統(tǒng)。換能器在其簡單性方面比起泡器傳感器具有優(yōu)勢，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變送器來測量罐中材料的電容。絕緣棒的末端有一個發(fā)射器，用于測量它和一個單獨的接收器之間的電容。
隨著罐中液位上升，電容也會上升。對于非絕緣桿，電容是在桿和罐側(cè)面之間測量的。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
所有這三個液位傳感器都以相同的基本原理工作。它們包含一個發(fā)送和接收單元，該單元使用每個設(shè)備創(chuàng)建的一種波形來測量距離。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，在那里它記錄發(fā)送和接收之間的時間量。對于每種類型的波浪，在特定時間增量內(nèi)行進(jìn)的距離是已知的，并用于計算水箱的液位。
八、液位傳感器的用途
液位傳感器的用途幾乎是無限的。它們的主要功能是傳遞有關(guān)儲罐液位的信息，以實現(xiàn)更簡化的制造過程。了解罐或筒倉中有多少材料可以幫助確定生產(chǎn)運行，并且還可以大大消除未使用產(chǎn)品的浪費。在大型油庫中，液位傳感器讓制造商了解在給定的時間范圍內(nèi)應(yīng)該生產(chǎn)多少，并幫助他們?yōu)槭袌霾▌幼龊脺?zhǔn)備。
機器人行業(yè)使用液位傳感器為操作員提供機器人系統(tǒng)信息，或者用作錯誤輸入以在液位低于安全閾值時停止機器人。出于安全和維護(hù)原因，依賴液壓系統(tǒng)的自動化系統(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項目，并且成本可能是比設(shè)計細(xì)節(jié)更大的影響因素。
