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液位測量

關於液位測量和各種測量方法的一般資訊一目了然

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定義

在液位測量中,確定工業容器中介質的填充水平,例如在過程和儲罐,筒倉或明渠中。為實現此目的,將測量值傳輸到電子信號。輸出信號集成在過程控制迴路中。在此過程中,連續測量方法和極限值檢測器是不相同的。在下文中,詳細解釋了這兩種不同類型的檢測,並且示出了每種的原理的優點。

液位测量的类型

连续测量方法

超声波液位测量

Ultrasonic level scheme
超声波原理的作用方式

变送器向表面发送超声波。信号在那里被反射出来。设备从信号的持续时间计算传感器下边缘到表面的距离。通过输入特定值并测量环境温度,与周围大气相关的声速的影响将由变送器自动补偿。
如果传感器下边缘与容器底部之间的距离已知,则设备可以显示液位。如果已知容器的几何形状,则还可以确定容积。由于有各种干扰回波滤波器,所以即使存在产生干扰回波的组件,也可以在容器内使用。

超声波传感器可以测量:
  • 液体
  • 糊状介质
  • 粉末
  • 粒状材料
超聲波傳感器的應用領域

由於基本的測量原理,超聲波液位計適用於各種應用情形。在大型应用情形下,它們主要用於露天盆地和廢水處理廠以及化工廠和乳品廠的筒倉或儲罐中。
以下是非接觸式測量的優勢。因為水的污染程度或水池中的水坑不會影響測量結果。此外,因為不與介質直接接觸,可適用于具有高衛生要求的應用。

優點
  • 測量與介質特性無關
  • 由於非接觸式測量,適用於磨蝕性和腐蝕性介質

根據雷達原理進行液位測量

Radarprinzip zur Füllstandsmessung

雷達測量的功能

雷達測量裝置包括一個帶電子裝置的外殼,一個帶天線和傳感器的過程連接。從雷達傳感器的天線發射短雷達脈衝,持續時間約為1ns。這些脉衝由介質反射並作為回波被天線接收。雷達波以光速傳播。從發射到接收的雷達脈衝的持續時間與距離成正比,從而與填充水平也成正比。以這種方式確定的填充水平被轉換成相應的輸出信號並作為測量值輸出。

雷達傳感器測量:
  • 液體
  • 糊狀介質
  • 粉末
  • 散裝材料
雷達傳感器的應用領域

液位傳感器通常用於腐蝕性介質以及動態過程條件,例如高溫或壓力波動。測量是在非接觸式以及超聲波測量中進行的。由於沒有與介質直接接觸,測量原理特別適用於高衛生要求的應用。酸奶產品的生產過程在高度無菌的環境中進行。因此,它對所有接液部件的可清潔性提出了特殊要求。清潔過程相對比較極端,因為外來細菌的污染將導致整批的損失。非接觸式雷達原理不受酸奶密度變化的影響,也不會受到水果磨損的影響。
此外,非接觸式測量對壓力和真空影響不敏感,適用於儲罐中的液位測量。為了能夠在該應用中消化鋁土礦,在混合器中加入稀氫氧化鈉溶液並與鋁土礦混合。為了實現該過程的最佳利用,重要的是將液位水平調節在限定的範圍內。雷達測量設備記錄當前的填充水平並將其轉發到控制系統。即使旋轉攪拌器也不會干擾測量。即使瀰漫著蒸汽的空氣也不會有太大影響。

優點
  •     高精度測量值
  •     適用於動態過程條件

導向雷達

Geführte Mikrowelle Füllstandsmessung
引導雷達測量原理

高頻雷達波沿桿或鋼纜引導。 一旦到達介質表面,這些波就被傳感器反射和接收。 基於波的運行時間,確定水平並輸出為測量值。

液位檢測

浮子開關

Float Switch Level Principle
浮子工作原理

浮子是一種傳感器,由於其密度低,可以“漂浮”在液體上。浮子內有一個磁鐵和一個或多個簧片觸點。在達到規定的水平時,磁鐵由於浮力而激活簧片觸點。測量不受各種影響因素的影響,例如壓力、溫度、電導率和介質的氣泡形成。因此,該原理適用於各種應用,例如發泡或動態表面介質,並且適用於寬溫度範圍。

浮子傳感器測量:
  • 液體

音叉

Tuning Fork Level Scheme
音叉工作原理

箱體中有一個音叉。音叉在壓電激勵下發出約1200Hz的機械共振。在此過程中,振盪頻率在介質接觸時發生變化。頻率變化由集成振盪器記錄並轉換為開關命令。

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