液位自动检测仪表简介
检测液位即测量气体和液体间的界面位置。一般以设备或容器的底面为或参考点来确定液面与零点参考点间的高度,即液位。检测液位的目的是计量物质的数量以及监视或控制连续生产的过程,以保证生产安全、经济和顺利地进行,因此液位的检测是非常重要的。
液位是属于机械位移一类的变量,因此把液面位置量经过必要的转换,测量长度和距离的各种方法原则上都可以使用。液位检测的单位是m、cm等。[1]
液位自动检测仪表静压式液位计
静压式液位计是利用容器中具有一定高度的液体对其底部或侧面某点产生一定的压力,测出这点的压力,或测量该点与参考点间的压差。就可间接地确定液位高度。液位的检测是把液体高度转化为压力或压差的测量,而使液位测量大为简便,可靠,例如用高精度压力表以及电动差压变送器等均可组成液位自动检测系统。
液位自动检测仪表电接点数字式水位计
电接点数字式水位计是一种简单可靠的新型水位测量仪表。它利用锅炉汽包中炉水与蒸汽导电能力的差别来测量水位,基本上克服了汽包压力变化的影响,尤其在锅炉起、停过程中,都能准确地显示汽包水位。它能实现远距离、无惯性快速测量。由于采用数字显示水位值,因而读数方便、准确、直观醒目。电接点数字式水位计由水位传感器和数字水位显示仪组成。
电接点数字式水位计是由水位测量筒、电极以及显示器所组成的测量系统。电极装在水位测量筒上组成了电极水位传感器。电极的极芯与水位测量筒外壳要有良好的绝缘。由于工业锅炉汽包内的蒸汽和炉水中所含导电介质的多少差别很大,所以其导电能力差别也很大。炉水中所含导电介质远多于蒸汽,所以炉水与蒸汽相比,其导电能力大得多。一般工业锅炉饱和蒸汽的电阻率要比饱和水的要大数倍至数千倍。而比蒸汽凝结水的要大数百倍以上,这样就可用电极将蒸汽与炉水分辨开。由于水的导电性能好,所以浸在水中的电极通过水与水位测量筒的外壳构成回路,使对应的显示器发光,表示出水面的位置,而处于蒸汽中的电极由于蒸汽的电阻率很大,所以电路不通,则所对应的显示器就不发光。这样水位的高低就可用显示器的发光灯泡反映出来,或由变送器转换成电压信号,输往数字式显示仪。
液位自动检测仪表电接点水位传感器的结构
电接点水位传感器一般由测量筒外壳、电接点和电接点座等部分组成。
测量筒外壳用无缝钢管制成,长度按水位测量范围决定。电接点传感器电极的芯子和瓷封件焊接在一起,作为电极的一个极;固定螺丝和瓷封件焊接在一起,作公共接地极。两者之间用瓷管绝缘。电接点的数口应满足监视锅炉水位的要求。
液位自动检测仪表电接点数字水位显示仪
电接点数字水位显示仪由输入转换电路、逻辑开关电路、显示控制电路、数字液位显示器、报警电路、自检电路和电源等组成。
输入转换电路的作用是将水位传感器输出的交流电压信号或自检电路输出的模拟水位的交流电压信号转换成直流电压信号。
工作时,由水位传感器或自检电路输出反映水位的交流电压信号,送到输入转换电路转换成直流高电位信号,然后输入逻辑开关电路及显示控制电路,最后由数码管显示水位传感器或模拟指示水位值,自检电路用于检查仪表电路是否工作正常。当水位达到高、低限位时,水位计还可以发出灯光报警。高、低水位报警的限值,根据锅炉汽包水位的波动范围而定。[1]
液位自动检测仪表电容式液位计
电容液位汁主要是包括测量电容液位传感器、多芯屏蔽电、缆前置线路和显示仪表电路四部分。
测量非导电性液体的电容传感器采用套筒形结构,内电极采用金属棒制成,在其外部套上一个与它绝缘的同轴金属外简作外电极。外电极上开有许多小孔,以便介质能顺利通过,内、外电极间用绝缘物固定并绝缘。如果盛液容器是金属筒,它直接作外电极。电容传感器检测液位所产生的电容变化量数值很小,直接测量有困难,因此需要通过电子线路放大和转换才能作显示与远传。
测量前置线路包括测容二极管电桥、功率放大器和双向限幅器等,装设在电极上部的接线盒中。测量前置线路通过多芯屏蔽电缆与显示仪表相连接。由显示仪表来的高频方波经过整形、功率放大和限幅后推动测容二板管电桥工作,电桥输出直流电流信号又经电缆送入显示仪表的直流放大器。显示仪表电路由晶体振荡器、分频器、调零单元、直流放大器和电源组成。
晶体振荡器用于产生高频方波,经分频器将它分成各种频率来进行仪表的满度粗调。调零单元通过选择适当的内设电容,使其环形二极管电桥输出一电流给直流放大器,抵消由于起始电容的存在使测量前置线路不平街所产生的电流,使它输出指示为零,从而达到调零的目的。直流放大器将测量前置线路送来的直流信号与调零单元比较后的输出信号放大为0~10mA的标准信号,供指示或远传。
电容式液位计适用于各种非导电(或导电)液体的液位远距离连续测量和指示,也可以和电动单元组合仪表配套使用,以实现液位的自动控制。[1]
液位自动检测仪表超声波液位计
超声波液位计是以压电晶体换能器发射和接收超声波,并根据超声波在介质中传播的某些声学特性来测量液位的液位计。超声波换能器交替地作为超声波发射器与接收器,也可以用两个换能器分别作发射器与接收器,它是液位检测传感器。超声波换能器是根据压电晶体的“压电效应”和“逆压电效应”原理实现电能-超声波能的相互转换。
当外力作用于晶体端面时,在其相对的两个面上有电荷出现,并且两端面上的电荷的极性相反。如果用导线将晶体两端面电极连接起来就有电流流动。当外力消失时,被中和的电荷又会立即分开,形成与原来方向相反的电流。如果用交变的外力作用于晶体端而上,则产生交变电场,这就是压电效应。反之,若将交变电压在晶体两个端面的电极上,便会产生逆压电效应,即沿着晶休厚度方向作伸长和压缩交替变化,产生与所加交变电压同频率的机械振动,而向周围介质发射超声波。
使用超声波液位计进行测量时,将超声波换能器置于容器的底部(或液体的上空)。当起控制钟作用的主控多谐振荡器每发一次方波信号时,就激励换能器发射声脉冲,并使复零单稳发出信号,将计数器复零,还开始对可调振荡器发出的时间脉冲进行计数,至接收到液而反射波信号后立即停止计数,最后将声脉冲从发射到返回的往返时间的计数换算成液位高度显示出来。[1]