工业自动化系统中的液位控制

许多自动化系统需要液位测量。并且有很多行业需要液位测量。如今，有许多液位传感器可以让您测量与罐中某种材料的量相关的许多物理量。

第一级传感器仅适用于液体，但现在，由于技术进步，可以使用散装材料传感器。液位计和液位开关可以让您持续监控液位，控制物料是否达到规定液位。在本文中，我们将重点介绍现代电平表的类型。

如今，液位传感器可用于液体和散装材料，甚至气体，材料既可以位于容器中，也可以位于管道中。传感器分为接触式和非接触式，根据安装方式的不同，可设计安装在被测物料的管道或容器内，或安装在被测物料上方。

一级传感器基于浮子的简单原理工作，并使用与材料关闭接触的方法。现在传感器已经过改进，它们在设计中包含电路，可提供许多附加功能，例如测量体积、流量、达到限值时发出信号等。可以处理和存储测量结果。

无论行业处理液体、粘性、气体、自由流动、粘性、糊状材料，总有适合合适环境的合适的液位传感器。水、溶液、碱、酸、油、油、燃料和润滑油、塑料颗粒——应用范围非常广泛，基于不同物理原理的传感器允许您选择适合特定条件和几乎任何任务的传感器。

传感器硬件由两部分组成：传感器本身和数据可视化工具。接触式和非接触式传感器、不断变化和边界跟踪——当今传感器功能的范围非常丰富。

您选择的传感器类型取决于工业过程的具体情况和传感器运行的环境。借助可视化工具，测量过程可以生成图表来分析产品级信息，极大地促进了自动化。

液位计用于连续监测天然和人工水库中散装物料或液体的液位。它们以几毫秒到几十秒的分辨率测量电平。

它们用于监测水溶液、酸、碱、醇等以及散装材料的液位。它们有接触的和非接触的，根据物理原理它们是完全不同的。让我们更详细地了解每种类型。

微波雷达液位计

它们用于连续监测液位，它们是通用的。该作品利用电磁波从两种介质之间的界面反射的现象。电波的频率为 6 至 95 GHz，越高越低 介电常数 被测材料，例如石油产品，波的频率应该是最大的。但介电常数不应高于1.6。

由于传感器像雷达一样工作，它不怕干扰，而且波的高频最大限度地减少了容器中压力和温度的寄生影响。具有如此高工作频率的雷达传感器不受灰尘、蒸汽和泡沫的影响。

根据传感器天线的类型和尺寸，设备的精度可能会有所不同。天线越大越宽，信号越强越准确，范围越大，分辨率越好。微波雷达传感器的精度在 1 毫米以内，它们可以在高达 +250 ºC 的温度下工作并测量高达 50 m 的液位。

雷达物位计用于处理散装物料的许多行业：建筑、木工、化学工业、食品工业、塑料、玻璃和陶瓷生产。它们也适用于测量液位。

声学测量仪器

使用声波，当被观察到的物质反射时，声波被接收和处理。该软件通过检测杂散回波来过滤所需信号。

信号以强大的脉冲传输，因此损耗和衰减极小。根据温度，信号得到补偿，精度保持在百分之四分之一以内的高水平。传感器垂直或倾斜安装。变化的高度可达 60 米。工作温度高达 +150 ºС。防爆。

声压计用于许多行业，从起重机装载自动化系统和化粪池中的污水液位监测系统，到巧克力制造。

超声波液位计

接收从两种介质之间的界面反射的超声波振动，并测量信号发送和接收之间的时间间隔。离散性是几秒钟，这是由于空气中的声音速度有限。最大测量水位达到25米。

该软件允许您预先配置传感器，使其在某些机械装置（例如搅拌叶片）经过传感器下方时关闭。可以从计算机控制传感器。垂直安装在材料上方或倾斜安装。精度在百分之四分之一以内。工作温度高达 +90 ºС。防爆。

从水泥厂到化学和食品工业，超声波液位计用于监测许多领域的散装物料的液位。

静压液位计

测量容器底部的液体压力。敏感元件的变形被转换成电信号。测量压差时，必须与大气相连。适用于处理水和其他非腐蚀性液体、糊状物等。它可以在开放和封闭的房间、水池、水井等处工作。

压力的大小取决于液体的密度及其在罐中的体积，取决于液柱的高度。液位计可以是潜水式的或常规的 -​​ 可以移除毛细管以与大气接触，或者将变送器直接切入罐底。

安装时，需排除泵入罐体时液流压力的错误固定。精度在百分之四分之一以内。工作温度高达 +125 ºC。

静压液位计广泛用于化工行业的储罐、住房和井中的公共服务、食品行业、配备液体产品容器的食品行业、冶金、制药行业、石油行业等。

电容式电平表

传感器探头和导电罐壁形成一个 电容板…代替导电壁，可以使用特殊管道安装在探头探头或第二个单独的接地探头上。极板之间的物质用作电容器的电介质——空气或水平受监控的材料。

显然，当水箱充满时，电容器的电容量会逐渐变化。空罐的电容量会有一定的值，在排气的过程中会发生变化。增加罐中的产品会改变由传感器和罐形成的电容器的电容。

传感器电子设备将电容变化转换为液位变化。如果储罐的形状不寻常，则使用第二个探头，因为形成的电容器的极板必须垂直放置。最高水位达到30米。精度不低于百分之一的三分之一。工作温度高达 +800 ºС，具体取决于型号。延迟时间可调。

电容式液位传感器主要用于监测许多需要保持产品一定液位的领域的液体液位：饮料生产、日用化学品、水生产厂、农业等。

磁性液位计

驱动器上有一个永磁浮子。磁敏开关安装在驱动器内部。填充或清空水箱时开关的顺序操作会导致电流在各个部分发生变化。

原理非常简单，这些电平表不需要调整，因此便宜且受欢迎。约束仅由液体的密度引入。工作温度高达 +120 ºС。移动限制为 6 米。

磁性压力计是许多行业中液位测量的一种经济高效的解决方案。

微波反射计

与雷达测量设备不同，这里的波不是在露天传播，而是沿着设备的探头传播，探头可以是一根绳子或一根棍子。波脉冲从介电常数不同的两种介质之间的界面反射并返回，传输时刻和接收时刻之间的时间由电子设备确定并转换为电平值。

波导的使用避免了灰尘、泡沫、沸腾的寄生效应以及环境温度的影响。被测介质的介电常数不得低于1.3e。

反射镜液位计可用于雷达因辐射模式而无法工作的地方，例如在狭窄的高罐中。测量极限 30 米。工作温度高达 +200 ºС。精度在 5 毫米以内。

反射微波液位变送器可用于连续监测非导电和导电液体和固体的液位，以及测量它们的质量和体积。适用于许多行业。

旁路液位变送器

测量柱位于容器的侧面。液体充满管子并测量其液位。船舶通信原理。一块磁铁漂浮在管内的液体表面，靠近管子的地方漂浮着一个磁致伸缩传感器，它将到磁铁的距离转换成电流信号。

管子上有不同颜色的指示板，它们会在磁铁磁场的影响下改变自己的位置。由于液体不与外界环境接触，旁路变送器适用于食品和制药行业。测量水平限制为 3.5 米。精度在 0.5 毫米以内。工作温度高达 +250 ºС。

当需要对液位进行视觉控制时，旁路测量装置适用于：热电行业、化工行业、住宅行业、电力行业、食品行业以及石油和天然气行业。

磁致伸缩液位变送器

柔性或刚性导轨包含一个带有内置磁铁的浮子。波导沿导体放置，通过线圈的电流脉冲在波导周围激发径向磁场。当该磁场与浮子永磁体的磁场碰撞时，磁致伸缩波导会发生高度动态的塑性变形。

由于这种变形，超声波沿着波导传播，并被一端的电子换能器固定。触发脉冲瞬间与变形脉冲发生时间的比较确定了浮子的位置。测量电平极限达到15米。精度在 1 毫米以内。工作温度高达 +200 ºС。

磁致伸缩压力计在化学工业中用于监测发泡液体的液位，在食品工业和冶金工业中用于监测液体食品和燃料的液位。

很多水平仪

负载附在缠绕在滚筒上的电缆或胶带上。将传感器安装在油箱盖上时，可以减轻油箱内的负荷。电动机使滚筒旋转，负载沿着电缆下降。当重物接触到待测材料的表面时，绳索中的张力就会释放，这会发出材料水平的信号。绳索再次缠绕在滚筒上，将负载重新抬起。

电子设备根据滚筒的转数计算液位。对于密度为 20 kg/m3 的物质的检测，这种传感器是合适的。测量水平限制为 40 米。精度从 1 到 10 厘米，具体取决于修改。测量间隔由用户设置，可以从 6 分钟到 100 小时。工作温度高达 +250 ºС。

多批次仪表用于各种行业，以控制自动化系统中散装物料的水平。