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液位傳感器的工作原理及其特點
浮子式液位傳感器
工作原理:浮子式水位傳感器由編碼器、浮子、平衡錘等組成。當水位變化時,由漂浮在水面的浮子牽動鋼絲使水位輪轉(zhuǎn)動,再通過機械編碼輸出相應的編碼值。該編碼器中裝有碼輪,用“二、十進制”方式通過開關狀態(tài)來表示相應的水位。特點:結構簡單,性能穩(wěn)定可靠、成熟,運用廣泛。注意事項:若建有靜水測井,使用時要防止淤積。缺點:靜水測井不僅增加了建設投入,而且給水位觀測值帶來一定誤差;傳感器養(yǎng)護工作量大;泥沙及冰凍對其精度和使用影響嚴重,甚至不能使用。輸出接口:開關量或者連續(xù)量。
1.2 超聲波液位計
工作原理:發(fā)射機以一定工作頻率將加在其上的電信號轉(zhuǎn)換為機械振動的聲信號,聲信號在空氣或水中傳播遇到水面反射回來,傳感器接收到返回的聲信號,又將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號,作為接收機的輸入信號。由于實現(xiàn)了電能和聲能的轉(zhuǎn)換,因此又稱之為換能器。按聲波傳播介質(zhì)的不同,超聲波傳感器又分為液介式和氣介式兩種。在應用中,根據(jù)不同的測量距離和測量精度選擇不同的工作頻率。工作頻率越高,測量精度越高,但量程越短。在空氣介質(zhì)中,應用于水位測量使用的主要頻率有20kHz、25kHz、33.3kHz、41.66kHz等。特點:測量精度高、速度快;不受泥沙淤積的影響;安裝較簡單,不需要建造靜水測井。注意事項:有溫度漂移現(xiàn)象,要定時率定。缺點:價格高;只能在寬敞的安裝條件下使用;精度受水面漂浮物、氣候、波浪、冰凍等外界因素的影響,且存在一定的測量盲區(qū)。
1.3 壓力式液位傳感器
工作原理:壓力式水位傳感器是通過敏感元件感應壓力的變化,利用半導體硅材料的壓阻效應,實現(xiàn)壓力與電信號的轉(zhuǎn)換。主要分為壓阻式和氣泡式兩類。壓阻式傳感器長期放在水底,半導體硅片長期被水壓變形產(chǎn)生疲勞,由此產(chǎn)生時間漂移。氣泡式傳感器將半導體硅片放在水上,測試時再加壓,平時處在無壓或微壓狀態(tài),因此時間漂移很小。特點:安裝較簡便,量程寬,結冰期可以正常運行。注意事項:有時間、溫度漂移,要定時率定。缺點:當其用于小量程時,**誤差大,精度受到較大影響;泥沙影響測量精度;有時間、溫度漂移;傳感器維護工作量大。