工業自動化系統中的液位控制

許多自動化系統需要液位測量。並且有很多行業需要液位測量。如今，有許多液位傳感器可以讓您測量與罐中某種材料的量相關的許多物理量。

第一級傳感器僅適用於液體，但現在，由於技術進步，可以使用散裝材料傳感器。液位計和液位開關可以讓您連續監測液位，控制物料是否達到規定液位。在本文中，我們將重點介紹現代電平表的類型。

如今，液位傳感器可用於液體和散裝材料，甚至氣體，材料既可以位於容器中，也可以位於管道中。傳感器分為接觸式和非接觸式，根據安裝方式的不同，可設計安裝在被測物料的管道或容器內，或安裝在被測物料上方。

一級傳感器基於浮子的簡單原理工作，並使用與材料關閉接觸的方法。現在傳感器已經過改進，它們在設計中包含電路，可提供許多附加功能，例如測量體積、流量、達到限值時發出信號等。可以處理和存儲測量結果。

無論行業處理液體、粘性、氣體、自由流動、粘性、糊狀材料，總有適合合適環境的合適的液位傳感器。水、溶液、鹼、酸、油、油、燃料和潤滑油、塑料顆粒——應用範圍非常廣泛，基於不同物理原理的傳感器允許您選擇適合特定條件和幾乎任何任務的傳感器。

傳感器硬件由兩部分組成：傳感器本身和數據可視化工具。接觸式和非接觸式傳感器、不斷變化和邊界跟踪——當今傳感器功能的範圍非常豐富。

您選擇的傳感器類型取決於工業過程的具體情況和傳感器運行的環境。借助可視化工具，測量過程可以生成圖表來分析產品級信息，極大地促進了自動化。

液位計用於連續監測天然和人工水庫中散裝物料或液體的液位。他們以幾毫秒到幾十秒的分辨率測量電平。

它們用於監測水溶液、酸、鹼、醇等以及散裝材料的液位。它們有接觸的和非接觸的，根據物理原理它們是完全不同的。讓我們更詳細地了解每種類型。

微波雷達液位計

它們用於連續監測液位，它們是通用的。該作品利用電磁波從兩種介質之間的界面反射的現象。電波的頻率為 6 至 95 GHz，越高越低 介電常數 被測材料，例如石油產品，波的頻率應該是最大的。但介電常數不應高於1.6。

由於傳感器像雷達一樣工作，它不怕干擾，而且波的高頻最大限度地減少了容器中壓力和溫度的寄生影響。具有如此高工作頻率的雷達傳感器不受灰塵、蒸汽和泡沫的影響。

根據傳感器天線的類型和尺寸，設備的精度可能會有所不同。天線越大越寬，信號越強越準確，範圍越大，分辨率越好。微波雷達傳感器的精度在 1 毫米以內，它們可以在高達 +250 ºC 的溫度下工作並測量高達 50 m 的液位。

雷達物位計用於處理散裝物料的許多行業：建築、木工、化學工業、食品工業、塑料、玻璃和陶瓷生產。它們也適用於測量液位。

聲學測量儀器

使用聲波，當被觀察到的物質反射時，聲波被接收和處理。該軟件通過檢測雜散回波來過濾所需信號。

信號以強大的脈衝傳輸，因此損耗和衰減極小。根據溫度，信號得到補償，精度保持在百分之四分之一以內的高水平。傳感器垂直或傾斜安裝。變化的高度可達 60 米。工作溫度高達 +150 ºС。防爆。

聲壓計用於許多行業，從起重機裝載自動化系統和化糞池中的污水液位監測系統，到巧克力製造。

超聲波液位計

接收從兩種介質之間的界面反射的超聲波振動，並測量信號發送和接收之間的時間間隔。離散性是幾秒鐘，這是由於空氣中的聲音速度有限。最大測量水位達到25米。

該軟件允許您預先配置傳感器，使其在某些機械裝置（例如攪拌葉片）經過傳感器下方時關閉。可以從計算機控制傳感器。垂直安裝在材料上方或傾斜安裝。精度在百分之四分之一以內。工作溫度高達 +90 ºС。防爆。

從水泥廠到化學和食品工業，超聲波液位計用於監測許多領域的散裝物料的液位。

靜壓液位計

測量容器底部的液體壓力。敏感元件的變形被轉換成電信號。測量壓差時，必須與大氣相連。適用於處理水和其他非腐蝕性液體、糊狀物等。它可以在開放和封閉的房間、水池、水井等處工作。

壓力的大小取決於液體的密度及其在罐中的體積，取決於液柱的高度。液位計可以是潛水式的或常規的 - 可以移除毛細管以與大氣接觸，或者將變送器直接切入罐底。

安裝時，需排除泵入罐體時液流壓力的錯誤固定。精度在百分之四分之一以內。工作溫度高達 +125 ºC。

靜壓液位計廣泛用於化工行業的儲罐、住房和井中的公共服務、食品行業、配備液體產品容器的食品行業、冶金、製藥行業、石油行業等。

電容式電平表

傳感器探頭和導電罐壁形成一個 電容板…代替導電壁，可以使用特殊管道安裝在探頭探頭或第二個單獨的接地探頭上。極板之間的物質用作電容器的電介質——空氣或水平受監控的材料。

顯然，當水箱充滿時，電容器的電容量會逐漸變化。空罐的電容量會有一定的值，在排氣的過程中會發生變化。增加罐中的產品會改變由傳感器和罐形成的電容器的電容。

傳感器電子設備將電容變化轉換為液位變化。如果儲罐的形狀不尋常，則使用第二個探頭，因為形成的電容器的極板必須垂直放置。最高水位達到30米。精度不低於百分之一的三分之一。工作溫度高達 +800 ºС，具體取決於型號。延遲時間可調。

電容式液位傳感器主要用於監測許多需要保持產品一定液位的領域的液體液位：飲料生產、日用化學品、水生產廠、農業等。

磁性液位計

驅動器上有一個永磁浮子。磁敏開關安裝在驅動器內部。填充或清空水箱時開關的順序操作會導致電流在各個部分發生變化。

原理非常簡單，這些電平表不需要調整，因此便宜且受歡迎。約束僅由液體的密度引入。工作溫度高達 +120 ºС。移動限制為 6 米。

磁性壓力計是許多行業中液位測量的一種經濟高效的解決方案。

微波反射計

與雷達測量設備不同，這裡的波不是在露天傳播，而是沿著設備的探頭傳播，探頭可以是一根繩子或一根棍子。波脈衝從介電常數不同的兩種介質之間的界面反射並返回，傳輸時刻和接收時刻之間的時間由電子設備確定並轉換為電平值。

波導的使用避免了灰塵、泡沫、沸騰的寄生效應以及環境​​溫度的影響。被測介質的介電常數不得低於1.3e。

反射器液位計可用於雷達由於輻射模式而無法工作的地方，例如在狹窄的高罐中。測量極限 30 米。工作溫度高達 +200 ºС。精度在 5 毫米以內。

反射微波液位變送器可用於連續監測非導電和導電液體和固體的液位，以及測量它們的質量和體積。適用於許多行業。

旁路液位變送器

測量柱位於容器的側面。液體充滿管子並測量其液位。船舶通信原理。一塊磁鐵漂浮在管內的液體表面，靠近管子的地方漂浮著一個磁致伸縮傳感器，它將到磁鐵的距離轉換成電流信號。

管子上有不同顏色的指示板，它們會在磁鐵磁場的影響下改變自己的位置。由於液體不與外界環境接觸，旁路變送器適用於食品和製藥行業。測量水平限制為 3.5 米。精度在 0.5 毫米以內。工作溫度高達 +250 ºС。

當需要對液位進行視覺控制時，旁路測量裝置適用於：熱電行業、化工行業、住宅行業、電力行業、食品行業以及石油和天然氣行業。

磁致伸縮液位變送器

柔性或剛性導軌包含一個帶有內置磁鐵的浮子。波導沿導體放置，通過線圈的電流脈沖在波導周圍激發徑向磁場。當該磁場與浮子永磁體的磁場碰撞時，磁致伸縮波導會發生高度動態的塑性變形。

由於這種變形，超聲波沿著波導傳播，並被一端的電子換能器固定。觸發脈衝瞬間與變形脈衝發生時間的比較確定了浮子的位置。測量電平極限達到15米。精度在 1 毫米以內。工作溫度高達 +200 ºС。

磁致伸縮壓力計在化學工業中用於監測發泡液體的液位，在食品工業和冶金工業中用於監測液體食品和燃料的液位。

很多水平儀

負載附在纏繞在滾筒上的電纜或膠帶上。將傳感器安裝在油箱蓋上時，可以減輕油箱內的負荷。電動機使滾筒旋轉，負載沿著電纜下降。當重物接觸到待測材料的表面時，繩索中的張力就會釋放，這會發出材料水平的信號。繩索再次纏繞在滾筒上，將負載重新抬起。

電子設備根據滾筒的轉數計算液位。對於密度為 20 kg/m3 的物質的檢測，這種傳感器是合適的。測量水平限制為 40 米。精度從 1 到 10 厘米，具體取決於修改。測量間隔由用戶設置，可以從 6 分鐘到 100 小時。工作溫度高達 +250 ºС。

多批次儀表用於各種行業，以控制自動化系統中散裝物料的水平。