一文詳解七種液位傳感器的應(yīng)用及原理

一文詳解七種液位傳感器的應(yīng)用及原理

液位傳感器已經(jīng)存在了幾十年，在食品和飲料，工業(yè)，醫(yī)療和家用，印刷，農(nóng)業(yè)，汽車和白色家電等市場(chǎng)中進(jìn)行泄漏檢測(cè)或液位測(cè)量。我們常常想知道為什么客戶選擇一種技術(shù)而不是另一種技術(shù)。這是我們被問(wèn)到的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。一些設(shè)備制造商也可能對(duì)市場(chǎng)上可用的液位傳感替代品的種類和智能感到驚異。

過(guò)去，那些昂貴的，涉及到設(shè)備的檢測(cè)過(guò)程的技術(shù)，現(xiàn)在可以使用先進(jìn)，創(chuàng)新和智能方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些技術(shù)具有成本低，效益高，牢靠，結(jié)實(shí)，高度精確?????且易于安裝的特點(diǎn)。歷史上已知的，具有極難挑戰(zhàn)性的流體，例如含有氣泡/泡沫的肥皂，牛奶和粘性物質(zhì)（如膠水和墨水），現(xiàn)在被證明是可能的并且很簡(jiǎn)單被各種液位傳感技術(shù)檢測(cè)的物質(zhì)。

但是，客戶否需要這樣的傳感器或由傳感器開(kāi)發(fā)的設(shè)備是許多人關(guān)懷的問(wèn)題。而且，隨著行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)性和一貫想要提高質(zhì)量，降低成本，提高效率、削減鋪張資源的目的，沒(méi)有一家公司情愿冒險(xiǎn)嘗試那種不盡人意的解決方案的。

因此熟識(shí)不同液位傳感器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，有助于關(guān)心我們選擇更合適的液位傳感器，下面本文整理了目前常見(jiàn)的液位傳感器的檢測(cè)原理。

一、光電液位開(kāi)關(guān)

優(yōu)點(diǎn)：緊湊，無(wú)活動(dòng)部件，耐高壓和抗高溫力量，同時(shí)可檢測(cè)極少量液體。

缺點(diǎn)：由于傳感器需要接觸液體，需要電源，某些粘稠物質(zhì)會(huì)殘留棱鏡上導(dǎo)致誤報(bào)（如黃油）。

應(yīng)用：容器、油罐液位測(cè)量和泄漏檢測(cè)應(yīng)用

有一系列的技術(shù)術(shù)語(yǔ)用于描述這種類型的液位傳感技術(shù)。光學(xué)棱鏡，電光學(xué)，單點(diǎn)光學(xué)，光學(xué)水平開(kāi)關(guān)等等，以下以光電液位開(kāi)關(guān)這個(gè)術(shù)語(yǔ)為大家做簡(jiǎn)潔的介紹：

光電液位開(kāi)關(guān)內(nèi)包含一個(gè)發(fā)光LED和一個(gè)光電晶體管。當(dāng)傳感器尖端處于空氣中時(shí)，傳感器尖端內(nèi)的紅外光會(huì)反射回晶體管探測(cè)器。當(dāng)處于液體狀態(tài)時(shí)，紅外液體會(huì)從傳感器尖端折射出來(lái)，從而削減到達(dá)這個(gè)探測(cè)器的能量。

作為固態(tài)器件，這些緊湊型開(kāi)關(guān)特別適用于各種點(diǎn)級(jí)傳感應(yīng)用，尤其是在牢靠性至關(guān)重要的狀況下。光學(xué)液位開(kāi)關(guān)適用于幾乎任何大型或小型罐中的高，低或中等水平檢測(cè)。它們也適用于檢測(cè)泄漏，防止代價(jià)昂揚(yáng)的設(shè)備損壞。

二、電容式液位傳感器

優(yōu)點(diǎn)：固態(tài)，可以是非侵入性的，緊湊的，精確?????的。

缺點(diǎn)：可能需要校準(zhǔn)，只能在某些液體中使用。

應(yīng)用：化學(xué)，食品，水處理，電力和釀酒行業(yè)的罐體液位監(jiān)測(cè)。

電容式液位傳感器的工作方式是過(guò)程流體具有與空氣明顯不同的介電常數(shù)。它們測(cè)量由水平變化產(chǎn)生的兩個(gè)板之間的電容變化。有兩種版本，一種適用于具有高介電常數(shù)的流體，另一種適用于具有低介電常數(shù)的流體。

電容式液位傳感器適用于各種固體，液體和混合材料。它們還具有接觸式和非接觸式配置，這意味著其中一些可以連接在容器/罐外。選擇器件時(shí)，重要的是要知道并非每個(gè)電容傳感器都適用于全部類型的材料或槽。

此外，傳感器需要依據(jù)特定材料進(jìn)行校準(zhǔn)，以避開(kāi)不同的介電常數(shù)和槽設(shè)計(jì)的差異。由于這種類型的技術(shù)是基于接觸的，因此粘附在探頭上的流體會(huì)嚴(yán)峻影響這些傳感器的牢靠性。

三、超聲波液位傳感器

優(yōu)點(diǎn)：無(wú)移動(dòng)部件，緊湊，牢靠，不受介質(zhì)特性的影響

缺點(diǎn)：昂貴，侵入性，性能可能受到環(huán)境中各種元素的影響

應(yīng)用：具有高粘度和固體顆粒的非接觸式應(yīng)用。用于需要遠(yuǎn)程監(jiān)控的系統(tǒng)

超聲波傳感器通過(guò)計(jì)算從液體表面反射回傳感器的高頻聲波的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度來(lái)測(cè)量水平-所需時(shí)間相對(duì)于傳感器和液體之間的距離。

傳感器反應(yīng)所需的時(shí)間長(zhǎng)度受到介質(zhì)上方大氣中的各種元素的影響，例如湍流，泡沫，溫度等。因此，安裝位置在這些裝置中至關(guān)重要。

四、微波/雷達(dá)傳感器

優(yōu)點(diǎn)：特別精確?????，無(wú)需校準(zhǔn)，多種輸出選項(xiàng)

缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，可受環(huán)境影響，檢測(cè)范圍有限

應(yīng)用：潮濕，氣味和多塵的環(huán)境。它們也用于溫度變化的系統(tǒng)中

原則上，雷達(dá)以類似于超聲波的方式工作，但脈沖以光速再次傳播；牢靠性和可重復(fù)性會(huì)受到影響-但這次是由流體的介電常數(shù)引起的。然而，雷達(dá)可以供應(yīng)特別精確的液位水平信息并且還補(bǔ)償容器內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)。

缺點(diǎn)可能是傳感器的初始成本相對(duì)較高，但是一些制造商正在努力使這種技術(shù)更簡(jiǎn)單被更廣泛的市場(chǎng)所接受。這些傳感器屬于少數(shù)幾種適用于泡沫和粘性物質(zhì)的技術(shù)。

五、振動(dòng)或音叉?zhèn)鞲衅?/p>

優(yōu)點(diǎn)：緊湊，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠

缺點(diǎn)：入侵，使用次數(shù)有限

應(yīng)用：采礦，化學(xué)加工和食品飲料行業(yè)中液體，粉末和細(xì)粒固體的液位掌握。

振動(dòng)傳感器技術(shù)特別適合固體和液位掌握，包括粘性材料和泡沫，以及粉末和細(xì)粒固體。但是，可以使用調(diào)諧叉的應(yīng)用類型僅限于溢出或運(yùn)行干式應(yīng)用，并且它們不供應(yīng)連續(xù)的過(guò)程測(cè)量。但是，它可以與連續(xù)液位檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合使用，作為過(guò)度填充和泄漏的報(bào)警點(diǎn)。

六、導(dǎo)電性或電阻

優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有活動(dòng)部件，易于使用，成本低廉

缺點(diǎn)：侵入性，液體需要導(dǎo)電，探頭腐蝕

應(yīng)用：鍋爐水，試劑監(jiān)測(cè)，高腐蝕性液體的罐液位測(cè)量

導(dǎo)電傳感器用于點(diǎn)級(jí)傳感導(dǎo)電液體，如水和高腐蝕性液體。簡(jiǎn)潔地說(shuō)，兩個(gè)不同長(zhǎng)度的金屬探針（一個(gè)長(zhǎng)，一個(gè)短）插入罐中。長(zhǎng)探針傳輸?shù)碗妷?，其次個(gè)較短探針被切斷，因此尖端處于切換點(diǎn)。

當(dāng)探針處于液體狀態(tài)時(shí)，電流流過(guò)兩個(gè)探針以激活開(kāi)關(guān)。這些器件的一個(gè)好處是它們由于電壓和電流低而平安。它們也易于使用和安裝，但必需進(jìn)行定期維護(hù)檢查，以確保探頭上沒(méi)有積聚，否則將無(wú)法正常工作。

七、浮球開(kāi)關(guān)

優(yōu)點(diǎn)：無(wú)動(dòng)力，直接指示，相對(duì)廉價(jià)，各種輸出

缺點(diǎn)：在浮子接觸之前必需存在侵入性，移動(dòng)部件，大尺寸，大量液體。

應(yīng)用：使用水，油，液壓油和化學(xué)品的罐級(jí)應(yīng)用。

浮子開(kāi)關(guān)是液位傳感中最具成本效益但也是經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的技術(shù)之一。浮子開(kāi)關(guān)包括浮子內(nèi)的磁鐵和包含在平安殼體內(nèi)的磁簧開(kāi)關(guān)。浮子隨著液體的變化而移動(dòng)，并