Aquario de Zaragoza — крупнейший речной аквариум в Европе. В нем представлено огромное разнообразие видов рыб, обитающих в реках Нил (Африка), Меконг (Азия), Амазонка (Америка), Муррей-Дарлинг (Океания) и Эбро (Европа). Потеря даже одного животного — потеря маленького кусочка нашей планеты. Компания Libelium всегда тесно сотрудничала с аквариумом Сарагосы, разрабатывая IoT-решения для контроля условий обитания рыб и других животных. Например, в террариуме с анакондами установлен узел для мониторинга условий окружающей среды, и еще несколько датчиков Libelium используются для контроля качества воды в резервуаре с пираньями.

Позади аквариума установлена дренажная система. Вода поступает по трубе в общий резервуар и выходит через другую прямую трубу в резервуары с рыбами. Если вода опустится до уровня выпускной трубы, могут образоваться воздушные карманы. Эти пузырьки воздуха могут прилипнуть к чешуе рыбе, помешать ей дышать и привести к ее гибели.

Инженеры Libelium интегрировали датчик Vegaplus C21 в платформу Plug & Sense! Smart Water Xtreme и установили его в один из резервуаров, из которых вода подается в аквариумы с амазонскими рыбами. Встроенный экран позволяет проверять уровень воды без подключения дополнительных устройств. Датчик передает данные каждые 15 минут. Так как резервуары расположены под землей, необходимо использовать два протокола связи, LoRaWAN и 4G, чтобы отправлять данные в Интернет.
Сотрудники, обслуживающие аквариум, могут следить за уровнем заполнения непосредственно на дисплее устройства или через интернет-приложение.

Контроль уровня зерна в силосе

Новый радарный датчик подходит для контроля уровня не только жидкостей, но и сыпучих продуктов, например зерна в силосах. На свиноферме вблизи города Уэска (Испания) потребовалось установить датчик Vegapuls в силосы с кормовым зерном, чтобы отслеживать уровень их заполнения.

Компания Serprovit, клиент Libelium, разрабатывает и внедряет технологические системы для животноводческих ферм через свой проект PigData — комплексную платформу для управления данными в откормочном хозяйстве, которая обеспечивает двусторонний обмен данными через интегрированную систему.

Схема установки датчика Vegapuls C21 в силосе для зерна

Для контроля уровня заполнения установили датчик Libelium. Установка датчика на ферме была осложнена высотой силоса. Чтобы датчик Vegapuls работал корректно, его необходимо расположить на высоте не более 15 метров. Техник использовал кран, чтобы подвесить датчик в верхней части силоса.

Датчик подключен к узлу Plug & Sense! Smart Agriculture Xtreme, который отправляет данные через сеть 4G на сервер для графической визуализации. Данные отправляются на сервер каждые 30 минут. Устройство питается от солнечной батареи. Чтобы фермеры точно знали, когда нужно досыпать зерна в силос, настраиваются оповещения.

График уровня зерна в силосе

Интернет вещей можно различными способами использовать на животноводческих фермах. Недавно проводилось исследование, показавшее, как  можно повысить производительность молочной фермы, проводя измерения определенных параметров. Все эти разработки нацелены на то, чтобы улучшить условия обитания животных на ферме и в результате повысить объем и качество конечной продукции (мяса, молока, яиц и т. д.). С этой точки зрения инвестиции в IoT- технологии обеспечивают животноводческим предприятиям конкурентное преимущество.

Vega предлагает широкий ряд датчиков измерения уровня, которые можно интегрировать с технологиями Libelium. Обратитесь в отдел продаж, чтобы использовать эти датчики в своем проекте. 

Датчики и переключатели уровня воды

Вам нужен надежный датчик или переключатель для определения уровня воды в вашем приложении? В FPI Sensors мы предлагаем широкий спектр точных и надежных датчиков уровня воды , которые определяют уровень воды для различных применений. Датчик уровня воды FPI идеально подходит для некоторых промышленных применений — это транспортные резервуары, резервуары для хранения и резервуары для воды.

Два очень популярных типа датчиков, которые мы производим для обнаружения воды, — это реле предельного уровня и датчики уровня с непрерывным выходом.Датчики постоянного уровня воды обеспечивают непрерывную обратную связь, показывающую точное местоположение вашего уровня воды в любое время. Реле точечного уровня воды определяют, находится ли вода выше или ниже каждой из точек измерения.

Мы ориентируемся на удовлетворение потребностей наших клиентов, производя высококачественные и эффективные датчики уровня воды для OEM , при этом выстраивая прочные отношения. Мы настолько уверены в своих продуктах, что гарантируем, что все наши продукты не имеют дефектов и не имеют дефектов изготовления при нормальном использовании в течение одного полного года с даты отгрузки.

Если вам нужен индивидуальный датчик уровня воды или датчик для вашего применения, мы можем изготовить его для вас. Свяжитесь с одним из наших экспертов сегодня, чтобы мы ответили на любые ваши вопросы относительно наших продуктов.

Различные датчики уровня воды, которые мы предлагаем

Как работают наши датчики и переключатели уровня воды?

Многие промышленные и коммерческие предприятия нуждаются в переключателях, которые включаются в зависимости от различных условий воды, с которой работает.Это может зависеть от уровня жидкости, давления, расхода или температуры. В некоторых случаях может потребоваться переключение или мониторинг более чем одного из этих факторов. Очень часто процесс требует переключения или мониторинга в отношении как температуры, так и уровня воды. В таких ситуациях может быть идеальным использование комбинированного переключателя датчика уровня воды, который управляет обеими операциями.

Датчик температуры уровня воды контролирует как уровень жидкости, так и температуру.В зависимости от потребности его можно настроить для выполнения множества функций в различных ситуациях. Их можно использовать для обеспечения обратной связи по температуре и уровню воды, их можно использовать для управления цепями, которые управляют различными компонентами, и их можно использовать для отправки сигнала тревоги.

Датчик уровня воды со встроенным датчиком температуры — это два разных датчика в одном устройстве. Первый — это датчик, который работает на уровне жидкости, а другой — на датчик температуры.В зависимости от цели вы можете использовать разные технологии поплавкового выключателя для измерения уровня воды в сочетании с различными типами датчиков температуры.

Для контроля и управления работой в зависимости от уровня воды герконовый магнитный переключатель является популярной формой поплавкового переключателя, и его можно комбинировать с различными датчиками температуры в зависимости от потребности. Общие типы реле температуры, которые можно комбинировать для этих приложений, включают термисторы, термопары и резистивные датчики температуры (RTD).Точная комбинация поплавкового выключателя и датчика температуры будет зависеть от конкретного применения.

7 основных типов методов определения уровня — чем они отличаются?

27 июля 2017 г.

7 основных типов методов измерения уровня — чем они отличаются?

Датчики уровня жидкости существуют уже несколько десятилетий на таких рынках, как продукты питания и напитки, промышленность, медицина и бытовая техника, полиграфия, сельское хозяйство, автомобилестроение и бытовая техника для обнаружения утечек или измерения уровня.Мы часто задаемся вопросом, почему клиенты предпочитают одну технологию другой, и нам часто задают этот вопрос. Некоторые производители оборудования могут быть удивлены как разнообразием, так и интеллектуальностью альтернативных датчиков уровня, доступных на рынке.

Процессы, в которых раньше использовалось дорогое оборудование, теперь могут быть реализованы с использованием творческих, инновационных и интеллектуальных технологий, которые могут быть экономически эффективными, надежными, прочными, высокоточными и простыми в установке. Жидкости, которые исторически считались чрезвычайно сложными для обнаружения, например, мыло, содержащее пузырьки / пену, молоко и липкие вещества, такие как клей и чернила, теперь оказались возможными и более простыми для обнаружения с помощью различных доступных технологий измерения уровня.

Но есть ли необходимость в такой технологии или любом устройстве измерения уровня — вот вопрос, который могут задать многие люди. Однако, учитывая конкурентный характер отрасли и постоянное стремление к повышению качества, снижению затрат, неэффективности и расточительному мышлению, ни одна компания не хочет рисковать, предлагая решения, которые не работают так хорошо, как могли бы.

• Оптический
• Вибрационная или вибрирующая вилка
• Ультразвуковой
• Поплавок
• Емкость
• Радар
• Электропроводность или сопротивление

1.Оптические переключатели уровня

Плюсы — Компактность, отсутствие движущихся частей, возможность высокого давления и температуры, может обнаруживать крошечные количества жидкостей

Минусы — Инвазивный, поскольку датчик требует контакта с жидкостью, требует питания, некоторые густые вещества могут нанесите покрытие на призму.

Приложения — приложения для измерения уровня в резервуаре и обнаружения утечек

Для описания этого типа технологии измерения уровня используется ряд технических терминов.Оптическая призма, электрооптика, одноточечный оптический датчик, оптический переключатель уровня… список можно продолжить. Для этой цели мы будем использовать термин оптический переключатель уровня. Переключатель работает очень просто. Внутри корпуса датчика находится светодиод и фототранзистор. Когда наконечник датчика находится в воздухе, инфракрасный свет внутри наконечника датчика отражается обратно в детектор. Находясь в жидкости, инфракрасная жидкость преломляется из наконечника сенсора, в результате чего меньше энергии достигает детектора. Эти компактные переключатели представляют собой твердотельные устройства и идеально подходят для широкого спектра приложений измерения предельного уровня, особенно когда важна надежность.Оптические реле уровня жидкости подходят для обнаружения высокого, низкого или среднего уровня практически в любом резервуаре, большом или маленьком. Они также подходят для обнаружения утечек, предотвращая дорогостоящие повреждения. Отраженный свет, например, в небольшом отражающем резервуаре, зеркальные резервуары, пузырьки, молоко или жидкости для покрытия часто могут вызывать проблемы с задержкой показаний.

Pros — Твердотельный, может быть неинвазивным, компактным, точным

Cons — Может потребоваться калибровка, может использоваться только в определенных жидкостях

Приложения — Мониторинг уровня в резервуаре в химической, пищевой, водоочистная, энергетическая и пивоваренная промышленность.

Емкостные датчики уровня работают таким образом, что технологические жидкости имеют диэлектрическую проницаемость, существенно отличающуюся от диэлектрической проницаемости воздуха. Они измеряют изменение емкости между двумя пластинами, вызванное изменением уровня. Доступны две версии: одна для жидкостей с высокой диэлектрической проницаемостью, а другая — с низкой диэлектрической проницаемостью.

Емкостные датчики уровня работают с различными твердыми, жидкими и смешанными материалами. Они также доступны в контактной и бесконтактной конфигурациях, что означает, что некоторые из них могут быть прикреплены вне контейнера / резервуара.При выборе устройства важно знать, что не каждый датчик емкости работает с каждым типом материала или резервуара. Кроме того, датчик необходимо откалибровать для конкретного материала, чтобы исключить различные диэлектрические постоянные и различия в конструкции резервуара. Поскольку этот тип технологии основан на контакте, на надежность этих датчиков может сильно влиять жидкость, прилипающая к зонду.

Плюсы — Отсутствие движущихся частей, компактность, надежность, не зависит от свойств среды

Минусы — дорогие, агрессивные, производительность может зависеть от различных элементов окружающей среды

Приложения — Бесконтактные приложения с высокой вязкие и сыпучие вещества.Используется в системах, требующих удаленного мониторинга.

Ультразвуковые датчики измеряют уровни, вычисляя продолжительность и силу высокочастотных звуковых волн, которые отражаются от поверхности жидкости и обратно к датчику — время зависит от расстояния между датчиками. и жидкость. Время, в течение которого датчик реагирует, зависит от различных элементов в атмосфере над средой, таких как турбулентность, пена, температура и т. Д. Поэтому монтажное положение является критическим в этих устройствах.

Плюсы — очень точный, калибровка не требуется, несколько вариантов вывода

Минусы — дорого, может зависеть от окружающей среды, ограниченный диапазон обнаружения

Приложения — Влажная, парообразная и пыльная среда. Они также используются в системах с изменяющейся температурой.

В принципе радар работает аналогично ультразвуковому, но импульсы распространяются со скоростью света и снова; на надежность и повторяемость результатов может повлиять — но на этот раз диэлектрическая проницаемость жидкости.Однако радар может предоставить очень точную информацию об уровне, а также компенсировать неподвижные конструкции внутри контейнера. Обратной стороной может быть то, что первоначальная стоимость датчика относительно высока, но некоторые производители делают эту технологию более доступной для более широкого рынка. Эти датчики — одна из немногих технологий, которые хорошо работают с пеной и липкими веществами.

Наши решения для измерения уровня

Ознакомьтесь с полным спектром исключительных решений для измерения уровня от SST Sensing

5.Вибрационная или камертонная вилка

Плюсы — Компактность, экономичность

Минусы — Инвазивная, количество применений ограничено

Применения — контроль уровня жидкости, порошков и мелкозернистых твердых частиц в горнодобывающей, химической и пищевой промышленности и производство напитков.

Технология вибрационного датчика идеально подходит для контроля уровня твердых и жидких веществ, включая липкие материалы и пену, а также порошки и мелкозернистые твердые частицы. Однако типы приложений, в которых могут использоваться камертоны, ограничены приложениями с переполнением или запуском всухую, и они не обеспечивают непрерывного измерения процесса.Однако может использоваться вместе с системами непрерывного контроля уровня, выступая в качестве точек сигнализации при переполнении и утечках.

Плюсы — Отсутствие движущихся частей, простота использования, низкая стоимость

Минусы — Инвазивные, жидкости должны быть проводящими, эрозия зонда

Приложения — Измерение уровня котловой воды в резервуаре, мониторинг реагентов, высокая коррозионные жидкости

Электропроводящие датчики используются для измерения предельного уровня проводящих жидкостей, таких как вода и высококоррозионные жидкости. Проще говоря, два металлических зонда разной длины (один длинный, один короткий) вставляются в резервуар. Длинный зонд передает низкое напряжение, второй более короткий зонд обрезается так, чтобы кончик находился в точке переключения. Когда зонды находятся в жидкости, ток течет через оба зонда, чтобы активировать переключатель. Одним из преимуществ этих устройств является то, что они безопасны из-за низкого напряжения и тока. Они также просты в использовании и установке, но необходимо проводить регулярные проверки технического обслуживания, чтобы убедиться, что на датчике нет отложений, в противном случае он не будет работать должным образом.

7. Поплавковый выключатель

Плюсы : Без питания, прямая индикация, относительно недорогой, различные выходы

Минусы : Инвазивные, движущиеся части, большого размера, перед поплавком должно присутствовать большое количество жидкости вступает в контакт.

Приложения : Применение на уровне резервуаров, где используются вода, масло, гидравлические жидкости и химикаты.

Поплавковые выключатели — одна из самых экономичных, но также хорошо зарекомендовавших себя технологий для измерения уровня воды.Поплавковый выключатель включает в себя магнит внутри поплавка и магнитный геркон, находящийся в надежном корпусе. Поплавок перемещается при смене жидкости и заставляет геркон либо открываться, либо закрываться в зависимости от того, находится он в воздухе или в жидкости. Несмотря на простоту конструкции, эта технология обеспечивает долгосрочную надежность по привлекательной цене.

В зависимости от того, какой стиль монтажа выбирает пользователь, во многом зависит от конструкции и конструкции резервуара или контейнера, где будет расположен переключатель.Как правило, поставщики предлагают ряд вариантов монтажа, наиболее распространенными из которых являются горизонтальный / боковой монтаж и вертикальный монтаж.

Следуйте @SSTSensingLtd

Свяжитесь с нами

Наши инженеры имеют более чем 60-летний опыт работы в сенсорной индустрии. Чтобы задать вопрос или получить ценовое предложение, свяжитесь с нами

Датчики уровня воды и датчики уровня жидкости

Датчики уровня используются для определения уровня веществ, которые могут течь.К таким веществам относятся жидкости, суспензии, гранулированный материал и порошки. Измерения уровня могут производиться внутри контейнеров или это может быть уровень реки или озера. Такие измерения можно использовать для определения количества материалов в закрытом контейнере или потока воды в открытых каналах.

RS Hydro предлагает на продажу и в аренду широкий спектр датчиков давления, ультразвуковых, открытых каналов, радарных и емкостных датчиков и преобразователей уровня. Для получения дополнительной информации о поставляемых нами датчиках уровня и преобразователях выберите один из следующих вариантов:

Датчики уровня давления

Датчики уровня гидростатического давления — это погружные датчики, используемые для измерения уровня жидкостей (включая коррозионные жидкости) в глубоких резервуарах или воды в резервуарах. Регистраторы уровня воды под давлением обеспечивают точность и надежность в широком диапазоне приложений.

Ультразвуковые преобразователи уровня воды

Бесконтактные ультразвуковые датчики уровня излучают ультразвуковые (от 20 кГц до 200 кГц) акустические волны от преобразователя, который также обнаруживает и измеряет отраженные волны. Этот тип датчика идеально подходит для измерения сыпучих материалов, таких как песок, цемент, зерно, рис и пластиковые гранулы, а также жидкостей с высокой вязкостью, таких как суспензии, тяжелое масло, смазка и латекс.

Емкостные датчики уровня

Часто называемые RF из-за радиочастотных сигналов, которые поступают в емкостные цепи, этот тип датчиков отлично подходит для измерения широкого диапазона жидкостей, шламов и твердых тел. Датчики уровня емкости могут использоваться для измерения сред с диэлектрической проницаемостью от 1,1 до 90. Датчики уровня емкости прочны, не содержат движущихся частей, легко чистятся и просты в использовании.

Радарные датчики уровня

Также известные как микроволновые датчики уровня, радарные датчики уровня идеально подходят для использования в средах с переменными температурами, а также во влажных, пыльных или парообразных средах.Микроволны способны проникать сквозь слои температуры и пара, что может быть проблематичным для других типов датчиков уровня воды. Объекты с высокой диэлектрической проницаемостью, такие как металл и проводящая вода, будут отражать микроволны. Conversley, среды с низкой диэлектрической проницаемостью (стекло, пластмассы, продукты питания, бумага) будут поглощать микроволны в разной степени.

идеально подходят для использования в вакууме, поскольку микроволны обладают электромагнитной энергией и не требуют молекул воздуха для распространения.

Радарные уровнемеры и датчики Siemens от RS Hydro

RS Hydro — британские дистрибьюторы Siemens Automation & Technology. Ассортимент радарных устройств Siemens включает 2-проводные, 4-проводные, импульсные и FMCW-устройства и идеально подходит для. Решение для радиолокационного контроля уровня, использующее наиболее подходящую антенну, идеально подходит даже для сложных приложений; пар, давление, пыль, жидкости с низкими диэлектрическими свойствами или экстремальные температуры практически не влияют на процесс измерения.

О радарных уровнемерах …

Бесконтактные радарные уровнемеры могут использоваться для измерения практически любой жидкости и многих твердых веществ в резервуарах для хранения, резервуарах или во время обработки. Радарные уровнемеры чрезвычайно универсальны, поскольку на них не влияют никакие изменения продукта или процесса: давление, диэлектрические свойства, температура, плотность, проводимость, пары или пыль.Радарные уровнемеры Siemens — это бесконтактные датчики уровня, что делает их чрезвычайно универсальными и надежными. Радарные уровнемеры Siemens имеют встроенное программное обеспечение линеаризации для расчета уровня в зависимости от формы резервуара и выдачи выходного сигнала. Типичные области применения:

• Радиолокационный замер резервуаров в резервуарах-хранилищах
• Радар для измерения уровня в технологических емкостях, реакторах, смесителях, скрубберах и смесителях
• Дальний контроль уровня в резервуарах
• Контроль обращения с высокотемпературными расплавленными продуктами, включая металлы, минералы и продукты кокса
• Радарный уровнемер в парной или пыльной среде

Радарные уровнемеры Siemens можно найти практически в каждой отрасли: водоснабжение / сточные воды, нефть и газ, агрегаты, автомобилестроение, химическая и фармацевтическая промышленность, молочная промышленность, продукты питания и напитки, производство / процессы, нефть и газ, бумага, сталь… и многое другое! — просто спросите у нас подробности.

Как работают радарные уровнемеры?

Конус радарного уровнемера непрерывно излучает миллионы очень коротких (наносекундных) микроволновых импульсов. Каждый импульс с помощью рожка или стержня направляется на изделие и отражается от его поверхности. Время прохождения от точки передачи до точки приема записывается и интерпретируется как расстояние с точностью до нескольких миллиметров. Поскольку радар постоянно излучает радиолокационные волны, уровень продукта постоянно обновляется несколько раз в секунду.

Где я могу установить радарные уровнемеры?

Радарные уровнемеры и датчики могут быть установлены в верхней части резервуаров с помощью переходников или фланцев. Его даже можно установить снаружи. Радиолокационные передатчики легко вписываются в ваш технологический процесс, VEGAPULS можно установить сверху, иногда сбоку или даже снаружи пластикового или стеклопластикового резервуара!

Почему выбирают RS Hydro для радарных датчиков уровня?

• Радарные датчики уровня Siemens имеют один из самых обширных диапазонов радарных датчиков уровня, охватывающих практически все области применения радаров.
• Доказанная точность, программное обеспечение и надежность.
• Радарные датчики уровня Siemens можно найти практически во всех отраслях промышленности для твердых и жидких веществ
• Проверенная надежность и гарантия 2 года
• Комплексное обслуживание решения: консультации по применению, продажа, установка, обслуживание и поддержка

Как я могу узнать больше?

Свяжитесь с одним из наших опытных инженеров по приложениям, и мы обсудим ваше приложение и предложим вам ряд решений с учетом производительности и бюджета.Мы также будем рады обсудить ваши требования к установке, так как у нас есть инженеры, которые могут обеспечить бесперебойную работу вашего приложения … позвоните по телефону +44 (0) 1527 882060 и поговорите с одним из наших инженеров по применению.

Что такое датчик уровня жидкости?

Датчики уровня непрерывного действия более сложны и могут обеспечивают контроль уровня всей системы. Они измеряют уровень жидкости в диапазоне, а не в одной точке, производя аналог выход, который напрямую зависит от уровня жидкости в сосуде. Для создания системы управления уровнем выходной сигнал связывается с контур управления технологическим процессом и к визуальному индикатору.

Обнаружение интерфейса уровня

Что такое переключатель уровня?

Бесконтактные ультразвуковые датчики для измерения уровня жидкости

В случае датчика непрерывного действия микропроцессор преобразует усредненное значение в аналоговый сигнал от 4 до 20 мА, линейный с уровнем жидкости.Когда эхо от уровня не возвращается на датчик в течение 8 секунд, выходной сигнал системы падает ниже 4 мА, указывает на низкий уровень или пустую трубу. С точечным датчиком микропроцессор сравнивает усредненное значение с переключателем BCD. устанавливает и активирует выходное реле для индикации высокого или низкого уровня. Потеря сигнала более 8 секунд обесточивает реле. и восстанавливает их исходное состояние. Электроника включает задержку в полсекунды, которая сводит к минимуму эффекты поверхностной турбулентности.

Контактные ультразвуковые датчики уровня для измерительных приложений

Эти датчики уровня используются в резервуарах или трубопроводах для автоматического управления насосами, соленоидными клапанами и аварийными сигналами высокого / низкого уровня. Два потребуются для для заполнения и опорожнения резервуаров, а также для измерения объемов жидкости. Совместимы с большинством жидкостей, не подвержены воздействию покрытий, липких капель, пены и т. Д. и пар. Однако жидкости с высокой аэрацией и жидкости, достаточно вязкие, чтобы закупорить зазор датчика, могут вызвать проблемы.

Датчики уровня емкости

В зонде, который может быть жестким или гибким, обычно используется проводящий провод, изолированный ПТФЭ. Использование нержавеющей стали в качестве датчика основной металл обеспечивает дополнительную чувствительность, необходимую для измерения непроводящих, гранулированных жидкостей или жидкостей с низкими диэлектрическими свойствами. (диэлектрическая проницаемость менее 4). Гибкие зонды необходимо использовать при недостаточном зазоре для жесткого зонда или в приложениях. которые требуют очень большой длины.Жесткие зонды обеспечивают более высокую стабильность, особенно в турбулентных системах, где колебания зонда могут вызывают колебания сигнала.

Как работают датчики уровня жидкости

Датчики уровня жидкости используются для контроля и регулирования уровней определенного сыпучего вещества в замкнутом пространстве.Эти вещества обычно являются жидкими, однако датчики уровня жидкости также могут использоваться для контроля твердых веществ, таких как порошки. Существует много различных типов датчиков уровня жидкости, и они имеют несколько применений, например, как в промышленности, так и в быту.

Датчики уровня жидкости широко используются в промышленности. В автомобилях используются датчики уровня жидкости для контроля различных жидкостей, включая топливо, масло, а иногда и специальные жидкости, такие как жидкость для гидроусилителя руля. Датчики уровня жидкости также можно найти в промышленных резервуарах для хранения суспензий, а датчики уровня воды можно найти даже в бытовых приборах, таких как кофемашины. Базовые датчики уровня жидкости могут использоваться для определения точки, в которой жидкость опускается ниже минимального или поднимается выше максимального уровня. Многие датчики уровня жидкости могут указывать конкретное количество жидкости в контейнере относительно минимального / максимального уровней, чтобы обеспечить непрерывное измерение объема.

Существует ряд различных типов датчиков уровня жидкости, используемых для определения предельного уровня жидкости. В некоторых типах датчиков уровня жидкости используется магнитный поплавок, который поднимается и опускается вместе с жидкостью в контейнере.Как только жидкость и, соответственно, магнит достигают определенного уровня, срабатывает язычковый магнитный переключатель. Обычно в верхней и нижней части контейнера есть переключатель, позволяющий определять минимальный и максимальный уровни жидкости. Многие датчики уровня жидкости также включают в себя защитный экран для защиты магнита от турбулентности или помех от прямого контакта с жидкостью.

Другой распространенный тип датчика уровня жидкости известен как датчик проводимости. В этом датчике уровня жидкости можно использовать только жидкости, проводящие электричество.Проводящий датчик включает в себя источник питания, обычно довольно низкого напряжения. Внутри контейнера помещают не менее двух электродов. Когда токопроводящая жидкость достигает определенной точки, она вступает в контакт как с более длинным, так и с более коротким электродом, замыкая цепь и активируя внутренний переключатель.

Пневматические датчики также довольно часто встречаются с особо опасными жидкостями или в системах, где использование электричества нецелесообразно или невозможно. Это связано с тем, что сам датчик вообще не контактирует напрямую с жидкостью.Датчик определяет уровень воздуха между жидкостью и пневматическим датчиком, а затем использует его для расчета количества жидкости, используемой для заполнения оставшейся части контейнера. Эти типы датчиков уровня жидкости также относительно экономичны.

Существуют также другие типы датчиков уровня жидкости, которые обеспечивают непрерывное измерение жидкостей. Магнитострикционные датчики уровня жидкости похожи по конструкции на обычные магнитные поплавковые датчики, однако уровень магнита измеряется с помощью магнитострикционной проволоки, которая реагирует, когда ее магнитное поле прерывается присутствием магнита.Точная точка, в которой происходит это прерывание, может быть определена по расстоянию между нижней частью провода и точкой столкновения. Альтернатива этой конструкции включает в себя магниторезистивный датчик, посредством которого на рычаг поплавка вставляется дополнительный магнит, позволяющий выполнить точную триангуляцию точного положения магнитов. Этот тип датчика уровня жидкости обычно используется вместе с компьютерными программами из-за его точности. Бесконтактный датчик уровня жидкости оснащен передовой технологией обработки сигналов, позволяющей бесконтактно определять уровень жидкости.

Оставить комментарий

Дюжина способов измерения уровня жидкости и принцип их работы — Измерение уровня | Датчики уровня | Датчики уровня

Технологии измерения уровня на переходном этапе

Самый простой и старый промышленный прибор для измерения уровня — это, конечно же, смотровое стекло. При ручном подходе к измерению смотровые стекла всегда имели ряд ограничений.Материал, используемый для его прозрачности, может потерпеть катастрофическое повреждение с последующим оскорблением окружающей среды, опасными условиями для персонала и / или пожаром и взрывом. Уплотнения склонны к утечкам, а наросты, если они есть, закрывают видимый уровень. Безоговорочно можно сказать, что обычные смотровые стекла — самое слабое звено любой установки. Поэтому их быстро заменяют более передовые технологии.

Другие устройства определения уровня включают устройства, основанные на удельном весе, физическом свойстве, наиболее часто используемом для определения уровня поверхности.Простой поплавок, имеющий удельный вес между удельным весом технологической жидкости и паров свободного пространства над поверхностью, будет плавать у поверхности, точно следуя его подъемам и опусканиям. Измерения гидростатического напора также широко используются для определения уровня.

Когда задействованы более сложные физические принципы, развивающиеся технологии часто используют компьютеры для выполнения вычислений. Это требует отправки данных в машиночитаемом формате от датчика в систему управления или мониторинга. Форматы выходных сигналов преобразователя, используемые для компьютерной автоматизации, — это токовые петли, аналоговые напряжения и цифровые сигналы.Аналоговые напряжения просты в установке и устранении, но могут иметь серьезные проблемы с шумом и помехами.

Самая простая и старая промышленная передача сигналов — это токовые петли 4-20 мА (где ток петли изменяется в зависимости от измерения уровня), которые сегодня являются наиболее распространенным механизмом вывода. Токовые петли могут передавать сигналы на большие расстояния с меньшим ухудшением качества. Цифровые сигналы, закодированные в любом из множества протоколов (например, Foundation Fieldbus, Hart, Honeywell DE, Profibus и RS-232), являются наиболее надежными, но более старые технологии, такие как RS-232, могут обрабатывать только ограниченные расстояния.Новые возможности беспроводной связи можно найти в сигналах новейших передатчиков, что позволяет передавать их на огромные расстояния практически без ухудшения качества.

Что касается более совершенных технологий измерения (например, ультразвуковых, радарных и лазерных), более сложные форматы цифрового кодирования требуют цифрового компьютерного интеллекта для форматирования кодов. Сочетание этого требования с потребностью в расширенных возможностях связи и схемах цифровой калибровки объясняет тенденцию встраивания компьютеров на базе микропроцессоров практически во все устройства для измерения уровня (см. Рисунок 1).

Традиционные технологии определения уровня

В этой статье мы предполагаем, что плотность пара в свободном пространстве (обычно в воздухе) пренебрежимо мала по сравнению с плотностью технологической жидкости. Предположим также, что в резервуаре находится только одна однородная технологическая жидкость. Некоторые из этих технологий могут использоваться для многоуровневых приложений, когда две или более несмешивающихся жидкости разделяют сосуд.

1. Стеклянный указатель уровня. Доступные в различных исполнениях, как бронированные, так и незащищенные, стеклянные датчики используются уже более 200 лет в качестве простого метода измерения уровня жидкости. Преимущество этой конструкции — возможность видеть истинный уровень через прозрачное стекло. Обратной стороной является возможность разбивания стекла, что может привести к утечке или безопасности персонала.

2. Плавает . Поплавки работают по простому принципу: помещают плавучий объект с удельным весом, промежуточным между удельным весом технологической жидкости и паров свободного пространства над резервуаром, а затем прикрепляют механическое устройство для считывания его положения.Поплавок опускается на дно паров свободного пространства и плавает поверх технологической жидкости. Хотя сам по себе поплавок является основным решением проблемы определения местоположения поверхности жидкости, считывание положения поплавка (т. Е. Выполнение фактического измерения уровня) по-прежнему проблематично. Ранние поплавковые системы использовали механические компоненты, такие как кабели, ленты, шкивы и шестерни для передачи информации об уровне. Сегодня популярны поплавки с магнитами.

Ранние поплавковые датчики уровня обеспечивали моделируемое аналоговое или дискретное измерение уровня с использованием сети резисторов и нескольких герконов, что означает, что выходной сигнал датчика изменяется дискретно.В отличие от устройств непрерывного измерения уровня, они не могут различать значения уровня между ступенями.

3. Поплавки, 4. Барботеры и 5. Датчики дифференциального давления — это все устройства для измерения гидростатического давления. Следовательно, любое изменение температуры вызовет сдвиг удельного веса жидкости, как и изменения давления, которые влияют на удельный вес пара над жидкостью. Оба приводят к снижению точности измерения. Вытеснители работают по принципу Архимеда.Как показано на рисунке 2, в сосуде подвешен столб из твердого материала (вытеснитель). Плотность вытеснителя всегда больше, чем у технологической жидкости (он будет тонуть в технологической жидкости), и он должен простираться от минимально необходимого уровня до, по крайней мере, самого высокого уровня, который необходимо измерить. По мере повышения уровня технологической жидкости колонна вытесняет объем жидкости, равный площади поперечного сечения колонны, умноженной на уровень технологической жидкости в буйке. Выталкивающая сила, равная этому перемещенному объему, умноженному на плотность технологической жидкости, толкает поплавок вверх, уменьшая силу, необходимую для поддержки его против силы тяжести.Преобразователь, связанный с передатчиком, отслеживает и связывает это изменение силы с уровнем.

Датчик уровня барботажного типа показан на рисунке 3. Эта технология используется в емкостях, работающих при атмосферном давлении. Погружная трубка, открытый конец которой находится рядом с открытым сосудом, переносит продувочный газ (обычно воздух, хотя может использоваться инертный газ, такой как сухой азот, когда существует опасность загрязнения технологической жидкости или окислительной реакции с ней) в резервуар.

По мере того, как газ течет вниз к выпускному отверстию погружной трубки, давление в трубке повышается до тех пор, пока не преодолеет гидростатическое давление, создаваемое уровнем жидкости на выпускном отверстии.Давление равно плотности технологической жидкости, умноженной на ее глубину от конца погружной трубки до поверхности, и контролируется датчиком давления, подключенным к трубке.

Датчик уровня перепада давления (DP) показан на рисунке 4. Важным измерением является разница между общим давлением на дне резервуара (гидростатическое давление жидкости плюс статическое давление в резервуаре) и статическим или напорным давлением. в сосуде. Как и в случае с барботером, разница гидростатического давления равна плотности технологической жидкости, умноженной на высоту жидкости в резервуаре.Устройство на Рисунке 4 использует атмосферное давление в качестве эталона. Вентиляционное отверстие наверху поддерживает давление в свободном пространстве, равное атмосферному.

В отличие от барботеров, датчики перепада давления могут использоваться в невентилируемых (находящихся под давлением) емкостях. Все, что требуется, — это подсоединить контрольный порт (сторона низкого давления) к порту в резервуаре выше максимального уровня заполнения. В зависимости от физических условий процесса и / или расположения датчика относительно технологических соединений все еще могут потребоваться продувка жидкостью или барботеры.

6. Тензодатчики. Весоизмерительный датчик или тензодатчик — это, по сути, механический опорный элемент или кронштейн, оснащенный одним или несколькими датчиками, которые обнаруживают небольшие деформации в опорном элементе. При изменении силы, действующей на датчик веса, кронштейн слегка изгибается, что приводит к изменению выходного сигнала. Калиброванные датчики веса были изготовлены с допустимой нагрузкой от долей унций до тонн.

Для измерения уровня датчик нагрузки должен быть встроен в опорную конструкцию судна.По мере того, как технологическая жидкость заполняет резервуар, усилие на датчик веса увеличивается. Зная геометрию сосуда (в частности, его площадь поперечного сечения) и удельный вес жидкости, очень просто преобразовать известный выход датчика веса в уровень жидкости.

Несмотря на то, что тензодатчики имеют преимущество во многих приложениях из-за их бесконтактной природы, они дороги, и опорная конструкция судна и соединительные трубопроводы должны проектироваться с учетом требований тензодатчика к плавающей опорной конструкции.Общий вес резервуара, трубопроводов и соединительной конструкции, поддерживаемых резервуаром, будет взвешиваться системой загрузки в дополнение к желаемому весу нетто или продукта. Этот общий вес часто приводит к очень плохому отклонению от веса нетто, а это означает, что вес нетто составляет очень небольшой процент от общего веса. Наконец, рост опорной конструкции, вызванный неравномерным нагревом (например, от утреннего до вечернего солнечного света), может отражаться в виде уровня, как и боковая нагрузка, ветровая нагрузка, жесткие трубопроводы и крепления от оборудования для предотвращения опрокидывания (для тензодатчиков, установленных на дне). .Короче говоря, требования к системе взвешивания тензодатчиков должны быть первостепенными при проектировании опор сосуда и трубопроводов, иначе производительность быстро ухудшится.

7. Магнитные уровнемеры. Эти датчики (см. Рисунок 5) являются предпочтительной заменой смотровых стекол. Они похожи на поплавковые устройства, но сообщают местоположение поверхности жидкости магнитным способом. Поплавок, несущий набор сильных постоянных магнитов, движется во вспомогательной колонне (поплавковой камере), прикрепленной к судну с помощью двух технологических соединений.Эта колонна ограничивает поплавок сбоку так, чтобы он всегда был близко к боковой стенке камеры. Когда поплавок движется вверх и вниз по уровню жидкости, вместе с ним перемещается намагниченный челнок или гистограмма, показывая положение поплавка и тем самым обеспечивая индикацию уровня. Система может работать только в том случае, если вспомогательная колонна и стенки камеры выполнены из немагнитного материала.

Многие производители предоставляют конструкции поплавков, оптимизированные для удельного веса измеряемой жидкости, будь то бутан, пропан, масло, кислота, вода или границы раздела двух жидкостей, а также большой выбор материалов поплавков.

Это означает, что манометры могут работать с высокими температурами, высокими давлениями и агрессивными жидкостями. Большие поплавковые камеры и поплавки с высокой плавучестью доступны для применений, где ожидается накопление.

Камеры, фланцы и технологические соединения могут быть изготовлены из синтетических материалов, таких как Kynar, или экзотических сплавов, таких как Hastelloy C-276. Специальные конфигурации камер могут работать в экстремальных условиях, таких как паровая рубашка для жидкого асфальта, камеры увеличенного размера для мгновенного испарения, температурные конструкции для жидкого азота и хладагентов.Многочисленные металлы и сплавы, такие как титан, инколой и монель, доступны для различных комбинаций высоких температур, высокого давления, низкого удельного веса и агрессивных жидкостей. Сегодняшние магнитные уровнемеры также могут быть оснащены магнитострикционными и волноводными радиолокационными передатчиками, что позволяет преобразовывать локальные показания манометра в выходы 4-20 мА и цифровую связь, которые могут быть отправлены в контроллер или систему управления.

Возможно, наиболее существенное различие между более ранними технологиями непрерывного измерения уровня жидкости и теми, которые сейчас набирают популярность, — это использование измерений времени пролета (TOF) для преобразования уровня жидкости в обычный выходной сигнал.Эти устройства обычно работают, измеряя расстояние между уровнем жидкости и контрольной точкой на датчике или передатчике в верхней части сосуда. Система обычно генерирует импульсную волну в контрольной точке, которая проходит либо через паровое пространство, либо через проводник, отражается от поверхности жидкости и возвращается к датчику в контрольной точке. Электронная схема синхронизации измеряет общее время в пути. Разделив время прохождения на удвоенную скорость волны, мы получим расстояние до поверхности жидкости.Технологии различаются в основном видом импульса, используемого для измерения. Ультразвук, микроволны (радар) и свет доказали свою полезность.

9. Магнитострикционные датчики уровня. Преимущества использования магнита, содержащего поплавок, для определения уровня жидкости уже установлены, а магнитострикция — это проверенная технология для очень точного определения местоположения поплавка. Вместо механических связей магнитострикционные датчики используют скорость крутильной волны вдоль провода, чтобы найти поплавок и сообщить его положение.

В магнитострикционной системе (см. Рисунок 7) поплавок содержит ряд постоянных магнитов. Сенсорный провод подсоединяется к пьезокерамическому сенсору на передатчике, а зажим для натяжения прикрепляется к противоположному концу сенсорной трубки. Трубка либо проходит через отверстие в центре поплавка, либо примыкает к поплавку за пределами немагнитной камеры поплавка.

Чтобы определить местонахождение поплавка, передатчик посылает короткий импульс тока по проводу датчика, создавая магнитное поле по всей его длине.Одновременно срабатывает схема синхронизации. Поле немедленно взаимодействует с полем, создаваемым магнитами в поплавке. Общий эффект заключается в том, что в течение короткого времени протекания тока в проводе создается скручивающая сила, очень похожая на ультразвуковую вибрацию или волну. Эта сила распространяется обратно к пьезокерамическому датчику с характерной скоростью. Когда датчик обнаруживает волну напряжения, он вырабатывает электрический сигнал, который уведомляет схему синхронизации о прибытии волны и останавливает схему синхронизации.Схема синхронизации измеряет временной интервал (TOF) между началом текущего импульса и приходом волны.

На основании этой информации местоположение поплавка определяется очень точно и отображается передатчиком в виде сигнала уровня. Ключевые преимущества этой технологии заключаются в том, что скорость сигнала известна и постоянна в зависимости от переменных процесса, таких как температура и давление, и на сигнал не влияют пена, расходимость луча или ложные эхо. Еще одно преимущество состоит в том, что единственная движущаяся часть — это поплавок, который перемещается вверх и вниз вместе с поверхностью жидкости.

11. Лазерные уровнемеры. Разработанные для сыпучих продуктов, суспензий и непрозрачных жидкостей, таких как грязные отстойники, молоко и жидкий стирол, лазеры работают по принципу, очень похожему на принцип работы ультразвуковых датчиков уровня. Однако вместо того, чтобы использовать скорость звука для определения уровня, они используют скорость света (см. Рисунок 9).Лазерный передатчик в верхней части сосуда излучает короткий световой импульс вниз к поверхности технологической жидкости, который отражает его обратно в детектор. Схема синхронизации измеряет прошедшее время (TOF) и вычисляет расстояние. Ключевым моментом является то, что у лазеров практически нет рассеяния луча (расходимость луча 0,2 градуса) и нет ложных эхо-сигналов, и они могут быть направлены через пространство размером всего 2 дюйма. 2 лазера точны, даже в паре и пене. Они идеально подходят для использования на судах с многочисленными препятствиями и могут измерять расстояния до 1500 футов.Для приложений с высокой температурой или высоким давлением, например, в корпусах реакторов, лазеры часто используются в сочетании со специальными смотровыми окнами, чтобы изолировать преобразователь от процесса. Эти стеклянные окна изолируют передатчик от технологического процесса. Эти стеклянные окна хорошо пропускают лазерный луч с минимальным рассеиванием и ослаблением и должны содержать условия процесса.

12. Радарные уровнемеры. Воздушные радарные системы излучают микроволны вниз либо от рупорной, либо от стержневой антенны в верхней части судна.Сигнал отражается от поверхности жидкости обратно к антенне, и схема синхронизации вычисляет расстояние до уровня жидкости, измеряя время прохождения туда и обратно (TOP). Ключевым параметром в радиолокационной технике является диэлектрический контакт жидкости. Причина в том, что количество отраженной энергии на микроволновых (радиолокационных) частотах зависит от диэлектрической проницаемости жидкости, и если Er низкий, большая часть энергии радара входит или проходит через него. Вода (Er = 80) дает отличное отражение при изменении или неоднородности Er.

(см. Рисунок 10) также очень надежны и точны. Жесткий зонд или гибкая кабельная антенная система направляет микроволновую печь вниз от верхней части резервуара до уровня жидкости и обратно к передатчику. Как и в случае с воздушным радаром, изменение Er с более низкого на более высокое приводит к отражению. Волноводный радар в 20 раз более эффективен, чем воздушный радар, потому что волновод обеспечивает более сфокусированный путь энергии. Различные конфигурации антенн позволяют проводить измерения до ER = 1.4 и ниже. Кроме того, эти системы могут быть установлены как вертикально, так и в некоторых случаях горизонтально, при этом направляющая изгибается под углом до 90 градусов, что обеспечивает четкий сигнал измерения.

GWR обладает большинством преимуществ и немногими недостатками ультразвуковых, лазерных и открытых радарных систем. Скорость волны радара в значительной степени не зависит от состава паровоздушного газа, температуры или давления. Он работает в вакууме без необходимости повторной калибровки и может измерять через большинство слоев пены.Ограничение волны, чтобы она следовала за зондом или кабелем, устраняет проблемы с распространением луча и ложные эхо-сигналы от стен и конструкций резервуара.

Сводка

Общие тенденции в различных технологиях измерения отражают движущие силы рынка. Усовершенствованная цифровая электроника делает датчики уровня и другие измерительные устройства более удобными, более надежными, простыми в настройке и менее дорогими. Усовершенствованные коммуникационные интерфейсы передают дату измерения уровня в существующую систему управления и / или информацию компании.

Современные датчики уровня включают в себя все большее разнообразие материалов и сплавов для борьбы с суровыми условиями окружающей среды, такими как масла, кислоты и экстремальные температуры и давления. Новые материалы помогают технологическим приборам соответствовать специальным требованиям, таким как сборки из материала с оболочкой из ПТФЭ для коррозионных применений и электрополированной нержавеющей стали 316 для требований чистоты. Зонды, изготовленные из этих новых материалов, позволяют использовать контактные преобразователи практически в любом приложении.