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液位变送器的种类及工作原理

作者:江苏宏仪自动化仪表有限公司 日期:2019-10-18
液位变送器是对压力变送器技术的延伸和发展,根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理,实现对水、油及糊状物的体积、液高、重量的准确测量和传送。

一、液位变送器的种类
    液位变送器常用的分别有:投入式液位变送器、法兰电容式液位变送器、直杆式液位变送器、电感式液位变送器、浮球式液位变送器、磁致伸缩液位变送器等六种。
二、投入式液位变送器
   是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理,采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应,将静压转成电信号。经过温度补偿和线性校正,转换成4-20mADC标准电流信号输出。
   投入式液位传感器通过自身构造,能够直接放置在被测液体的中,直接检测出来的液体高度的数据,通过硅压电阻式的方法,转换成电信号发送到相关的仪表设备上,整个过程方便快捷,而投入式的设计,不需要对液体内部进行人工操作,节约了时间,提高了效率。
   投入式变送传感器广泛应用于水厂、污水处理场、城市供水、高楼水池、水井、矿井、工业水池、水罐、油池、油罐、水文地质、水库、河道、海洋等场合液位的测量与控制。

三、法兰电容式液位变送器

   原理跟投入式液位变送器基本一样,只不过电容式液位计核心部件,采用先进的射频电容检测电路,经过的温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4-20 mA)。
   可选HART、CANBUS、485通讯协议进行系统组态。具有自校准功能,用户可通过两个按键进行“零点”、“量程”自动校准,以适应各种复杂场所的不同要求。
  由于电容式液位变送器和投入式液位变送器的原理基本一样,所以应用同样广泛。不过两者有明显的区别。比如,介质是苯化合物,如果介质容易结晶的话,那么这个时候就要使用电容式液位变送器。
1、单法兰电容式液位变送器
    单法兰是指变送器的正压侧是法兰结构,直接与测量介质的接口相连,而负压侧是采用引压管将测量介质与变送器的容室相连。
    优点是,测量精度高,能达到变送器的测量技术指标。
    缺点是,负压管道必须绝对密封,且需对变送器进行量程迁移,校验时应将负压管道内的介质液体的误差迁移。
2、双法兰电容式液位变送器
   双法兰是指变送器的正、负压侧均是法兰结构,可以直接与需测量的容器、管道相连。
   优点是安装容易,校验方便,不需量程迁移。
   缺点是测量精度不高,由于法兰与变送器之间采用弹性软管连接,内部是充满硅油,所以对介质压力变化的传递有一定的偏差,外界温度的变化对硅油有一些影响,所以测量反映上就有一定的误差。
   单法兰液位变送器测量的是敞开式容器的液位。
   双法兰液位变送器测量的是密闭式容器的液位,由差压变送器与智能放大板组合,可构成智能远传压力、差压变送器,与符合HART协议的手操器配合,可以相互通讯,进行设定和测量监控。
   法兰式液位变送器适用于工业生产过程中各种贮槽、容器, 高温高压、强腐蚀等介质的液位的连续测量。与液体接触部分具有良好的耐腐性,适用于冶金、化工、环保、电站、造纸、制药、印染、食品、市政等行业的液位、料位、油水界面、泡沫界面的连续监测。

四、直杆式液位变送器
   直杆式液位变送器是对压力变送器技术的延伸和发展。根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理,实现对水、油及糊壮物的体积、液高、重量的准确测量和传送。广泛应用于电力、石油、化工、冶金、水利、自来水、食品等行业。
五、电感式液位变送器
   电感式液位变送器,是将各种物液位参数的变化转换成标准电流信号,远传至操作控制室,供二次仪表或计算机进行集中显示、报警或自动控制。其良好的结构及安装方式,可适用于高温、高压、 强腐蚀、易结晶、防堵塞、防冷结以及 固体粉状、粒状物料等特殊条件下的液位,料位或物位的连续检测,可广泛应用于各种工业过程中的检测控制。
  电感式液位变送器也适用于各类锅炉、锅筒液位的检测,低压容器、开口容器化工原料的液位检测,该变送器由DC24V电源供电,二线回路,4-20mA信号输出,可与各种显示控制仪表配合使用,能实现水位显示,高、低极限报警、水位的连续自动调节,以确保锅炉的安全运行。
 
六、浮球式液位变送器、浮筒式液位变送器

 

   浮球式液位变送器由液位传感器和电流转换器两部分组成,浮球与液位同步变化,控制干簧管吸合断开,从而使传感器内电阻成线性变化,再由转换器将电阻的变化转换成4~20mA标准电流信号并叠加数字信号输出。能对开口、密闭容器或地下池槽里的介质液位在仪表控制室内进行显示、报警和控制。被检测的介质可为水、油、酸、碱、工业污水等导电及非导电液体,并能克服液体的泡沫所造成的假液位的影响。 广泛使用于炼油、化工、造纸、食品、及污水处理等行业。

   浮筒液位变送器由浮筒室、浮筒、扭力管系统及电子测量系统等组成。浮筒浸没在浮筒室内的液体中,与扭力管系统刚性连接,扭力管系统承受的力是浮筒自重减去浮筒所受的浮力的净值,在这种合力作用下的扭力管扭转一定角度。浮筒室内液体的位置、密度或界位高低的变化引起浸没在液体中的浮筒受到的浮力变化,从而使扭管转角也随之变化。该变化被传递到与扭力管刚性连接的传感器,使传感器输出电压变化,继而被电子部件放大并转换为4~20mA电流输出。浮筒液位变送器采用微控制器与相关的电子线路测量过程变量,提供电流输出,驱动LCD显示及提供HART通信能力。适用于高温高压、强腐蚀等介质的液位测量。

七、磁致伸缩液位变送器
   磁致伸缩液位变送器,是由测量管、浮子和电子变送器三部分组成。
   测量管外管为不锈钢保护管,内部为磁致伸缩线,浮子沿测量管随液面上升或下降,浮子内装有永久磁铁,并在周围形成磁场;电子变送器定时发出电流脉冲,称起始脉冲,该脉冲沿磁致伸缩线向下传播,在向下运动中其周围也产生一个磁场。两磁场相遇瞬间产生一个扭力,作用于磁致伸缩线上,形成一个返回脉冲。该脉冲以固定的速度向上传播,并被电子变送器所接收。通过测量起始脉冲与返回脉冲之间的时间间隔即可精确的测出液位高度。

 

  由于磁致伸缩技术决定了其测量过程中,不受温度、压力、介电常数等因素变化的影响,及高精度、高稳定性、免维护等优点,很好的替换和补充了电浮筒、差压变送器、雷达等其它液位产品在现场应用中存在的缺陷,广泛应用于各种液位、界面高精度检测,各类罐区、各类储罐、加油站,油水界面及其它界面,石油、化工、冶金、电力、轻工、医药、食品等生产过程液位监控,环保、污水处理及市政工程。


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