TURCK的levelprox系列传感器应用工业中的液位检测

2011-03-24 11:51:57来源: 互联网
主要有两种方式用于液位的检测。除了浮子式或音叉式传感器,还有一种不需与被检测液体直接接触的检测装置。这种特别的传感器能够透过金属壁来检测其内部液体的液位

TURCK的levelprox系列传感器使用了高频超声波来实现这种检测。全新的T50型传感器具有两种工作模式,以满足更广泛的应用需求。

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工业中的液位检测

当今的工业领域里液位检测对许多自动控制方案来说都至关重要。对于传感器的选择,与其应用方式一样多种多样。选择正确传感器的关键就是考虑其与被测介质的相互关系。大多数液位控制传感器需要与被测介质相接触。这类产品包括浮子式开关、电极和音叉式液位传感器。然而,在一些工业场合,传感器与被测介质直接接触是不容许的,例如食品和制药行业。为了达到苛刻的卫生性标准,传感器必须被完全的密封在一个容器内。此外与介质接触的所有部分也会遇到相同的问题,如容器内壁的材料和其表面光洁度。这类传感器也会受到搅拌器的影响。而且与介质接相接触的液位传感器在维修和保养时也会遇到麻烦。当需要替换传感器时,容器不得不被打开,因而导致生产中断。

利用空气作为传输介质,从液体正上方来检测液位的超声波传感器,虽然不需要与被测液体相接触,但是其超声换能器仍需安装于容器内部。因而这类装置的材料也同那些接触式检测设备一样很难满足食品行业的要求。

电容式传感器能够透过容器壁来检测液位。然而食品行业所经常使用的不锈钢容器,却不能够被电容式传感器的电场所穿透。

用于食品和制药行业最理想的液位检测装置应当能够透过不锈钢容器的外壁来检测内部的介质。此外,它还应当能被容易地安装于容器外壁,具有易维护和可靠的性能。TURCK的"levelprox"系列产品,则提供了一种能够满足以上所有需求的、简便可靠的液位检测方案。特有的双工作模式,使其应用范围更加广阔。

工作原理

使用超声波透过容器外壁来检测液位有多种方式。但是所有的技术都是基于高频超声脉冲,此脉冲通过耦合胶耦合于容器外壁。 在反射模式下,传感器所安装的容器壁的反射回波会被检测和计算。

这个脉冲会在容器壁内传播,直到到达容器壁的内表面。若容器内为气体,则声波几乎会被完全的反射回传感器。此时它会被再次反射且脉冲被反射回容器的内表面,如此反复。若容器内充满液体,一部分的声波会被液体吸收。声波的吸收会导致两个结果:反射波消失和一部分超声波通过液体传播到对面的容器内壁。新型levelprox 系列传感器LPRE-T50能够使用以上两种效应来生成开关信号。

反射模式

在这种模式下,超生波脉冲的反射会被计算。越长时间的反射,表明容器内的液体越少。一个短暂的反射则说明容器是满的。此模式下,传感器所安装的容器内表面的反射回波也会被计算,因而容器内部的情况则不再重要了。

这种方式对于不均匀介质(混杂或包含有大气泡)的检测具有特别的优势。如果安装有搅拌装置,这种模式也是最佳的选择。但是反射方式不能够用于那些在空状态时有残留物贴附于容器内壁的情况。由于反射回波会被哪怕是很薄的一层介质所削弱,因此会导致传感器错误的指示容器为满状态。

回波模式

回波模式则会对在液体中传播的超声波和对面容器内壁所反射的回波进行计算。若超声波脉冲接近垂直的打到容器的内表面,回波就会沿着相同的路径返回并且被传感器检测到。此模式下,含有大气泡的液体或者使用了搅拌装置都会影响检测。如果回波在达到传感器时有足够的强度,则传感器指示容器为满状态。如果回波太弱,传感器则指示为空状态。即使有介质贴附于容器内壁,也可正确指示。

适应特定的安装环境

无论采用回波模式或反射模式,容器的类型、传感器的安装位置以及被测液体的特性都是关键因素。Levelprox产品在检测液位前需先学习有/无液体时声波的情况。因而在传感器的示教模式下,必须通过按压示教按钮对容器的空和满状态进行示教。之后Levelprox会自动适应周围的声学环境。依靠在示教模式下所检测到的标准曲线来给出相应的输出信号。同样的方法也能够用于对与容器壁错误或不良的耦合进行检测。这个错误会通过红色的LED灯和报警输出给出指示。

调整

可以通过DIP开关来选择LPRE-T50型levelprox系列传感器的工作模式:反射模式或回波模式。还可以通过DIP来选择开关的常开/常闭模式,锁定示教按钮,设置开/关延迟。 在回波模式下,对面容器内壁的反射回波会被计算。

安装

通过三爪卡环能够方便地将传感器安装于容器外壁上,这种方式在食品行业被广泛采用。卡环适配器可以焊接或粘贴安装在容器外壁上。之后将传感器插入到适配器内,放上卡环密封垫圈,最后通过卡环将其固定安装到位。密封垫圈可以隔绝传感器和外部环境,从而保证其卫生性。超声波换能器头部为弹性支撑,以确保合适的压力。正确安装时,无论容器的直径如何,均应保证传感器以一定的预应力紧贴在容器外壁。

耦合介质为具有医学卫生性的硅胶。超声波可以被很好的耦合到容器外壁,即使在高温下也能保持其粘度和无毒性。

更多的应用

Levelprox是透过金属壁检测液位的理想传感器。它不仅可用于食品行业,而且也可用于系统和机械工程。例如:用于指示油漆容器、废水和液压油罐的空/满状态。 由于可提供粘贴安装方式,后期的维护和调整可以容易的完成。传感器能够在已有安装位置上拆装。另外,对开关点这个操作参数的修改,也能够通过简单的对传感器进行重新定位来实现。将来会有更多种的外形和电气设计来丰富levelprox产品系列。

关键字:检测

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/MEMS/2011/0324/article_948.html
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