水位传感器的种类有哪些?

2023年03月09日 17:07

  水位传感器是工业现场重要的控制元件之一,广泛应用于冶金、石化、电力、建筑等行业,作为一种用于水位检测的传感器,通常是利用液体介质在流动过程中液位变化,从而检测液位的一种传感器。由于水位传感器所测得的是介质中水的体积含量,因此对水位传感器来说,最为关键的就是对水体积含量的测量精度要求。这一点对于水位传感器来说是最为重要的。

  目前,常用的水位传感器主要有光电式、磁致伸缩式、电容式四种类型。其中光电式和磁致伸缩式水位传感器是较为常见,也比较容易理解和应用的测量方式。下面介绍几种常用的水位传感器以及它们所测的水体积含量。

  一、光电式

  光电式水位传感器是通过光在光电转换中的能量损失来实现对液位的检测的。当有光线射入时,经过反射后会产生一定的折射率,该值与水的密度成正比,从而可以计算出介质中水的体积含量。但是需要注意到,当光线从玻璃管进入到水中时,会受到水中杂质和气泡的干扰,这会影响测量精度。

  二、磁致伸缩式

  磁致伸缩式水位传感器是利用物质的磁致伸缩效应来检测液位的。磁致伸缩原理是磁致伸缩机利用电磁场对一种具有一定弹性的材料进行作用时,会引起该材料内部组织的几何变化,而这种变化又会使材料产生形变。在这种形变过程中,磁致伸缩机的长度也发生了变化。通过对这种形变进行测量,便可以计算出液位的高度。在测量过程中,磁致伸缩式水位传感器的液位测量精度高、工作稳定可靠、测量范围大。

  磁致伸缩式水位传感器在液体中的水体积含量测量精度方面要优于光电式水位传感器,而其对水质没有特殊要求,因此被广泛应用于工业生产过程中。

  三、电容式

  电容式水位传感器的原理是把一个带有电压信号的电容作为一种基本电源,再以一个电容为基准,通过在这个基础上串联一个电阻或者电感,然后再与一个感测电路相连,在感测电路中通过对被测介质的电容值进行测量。这样就可以得到介质中的水的体积含量了。

  其特点是灵敏度高、测量范围广、易于实现智能化,但是由于电容值大小的影响,使得电容式水位传感器在实际应用中需要很高的工作温度。其所测得的水体体积含量和真实值存在一定差异,所以对于不同的液位传感器所测得的水体体积含量是不同的,这也是电容式水位传感器目前在实际应用中最大限制其测量精度进一步提升的原因所在。

  四、超声波式

  超声波式水位传感器的原理是:当超声波通过多孔介质时,介质的密度和声速不同,超声波在介质中传播的速度也不同,当超声波在不同密度的介质中传播时,传播速度也会发生变化,这就导致超声波与介质的接触面积发生变化,从而影响到传感器对水位的测量精度。

  超声波式水位传感器的特点是:价格比较低廉,测量范围广。但需要注意的是这种水位传感器对环境要求高,需要安装在环境温度不能高于50℃、环境湿度不能高于95%等环境中使用。

  五、液位变送器

  液位变送器的工作原理:将液体密度的变化转换成相应的电信号输出,从而达到液位测量的目的。

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