2007年6月01
由彼得·Welander和发表在2007年6月版的“控制工程”测量物质的数量,容器中的液体或固体,是最基本的元素之一,过程仪表和可以追溯到很久以前。虽然我们通常谈论测量水平槽,在大多数情况下的实际信息所需的体积。水平测量的情况下需要为自己不太常见。同流,水平测量技术是高度变化和使用许多技术。对于本文的目的,我们将检查只有那些适应电子技术数据收集和多个制造商通常可用。这并不是一个详尽的讨论。选择一个水平传感器开始定义特定的流程需要在应用程序中约束。水准测量是连续或点(离散)水平。即,他们要么表明无论水平槽,或是否高于或低于特定点。如果你需要100加仑的液体从一个给定的过程,就足以知道测量大于100加仑,但大多少不是问题。同样,您可能希望警报如果水平低于特定点在一辆坦克被抽干,或高级别报警才溢出。首先分析选择测量方法应该开始一个分析的过程,你需要什么信息:内容是什么?测量固体粉末和颗粒状产品以来具体挑战并不总是解决。必威官方登陆他们可以外套内表面或造成出口点附近的“鼠洞”。这些不可靠的读数可以根据技术。行为端正的液体更容易处理,然而泥浆在液体和固体的内容也会导致解决问题。此外,泡沫,动荡,甚至尘埃可以欺骗反射测量,和介电特性会影响电容传感器。如何精确测量吗?这通常只影响连续测量,但根据容器的大小,非常精确的测量是可能的(±< 1%),但这些可能是昂贵的。需要准确的数据从一个大柜广泛是罕见的。接触的内容有可能吗?许多方法涉及到在船和接触到的内容。不需要他这样的人。有可能穿透坦克内的舱壁或?一些方法不需要渗透到坦克。如果内容很敏感,或者如果在高压水箱,水箱渗透可以是一个问题。如果情况要求测量功能添加到现有的坦克和没有适当的马铃薯或港口,可能需要修改。你知道内部尺寸吗?如果体积是终极目标,所有的内部维度必须完全量化,减免了挡板,桨,热交换器元素,等等。一个精确的水平阅读将不正确的不精确的维度。选择一个技术最简单、最可靠的方法之一来确定坦克是权衡它的内容。这是唯一的方法,给出了一个实际的大量阅读和不依赖于知道坦克的内部尺寸。负载细胞置于坦克的脚可以确定其内容扣除空重量。这适用于任何类型的内容,如果没有干扰从管道或其他连接,可以非常精确的方法。有实际限制总体规模,但不要忽视这明显的方法。最大的分裂元素选择水平传感技术是坦克的内容。出于讨论的目的,我们定义的液体物质,将解决一个统一的水平,通过管道流。固体流可能在某种程度上,但不一定会创建一个统一的表面,不得排除墙壁。非常粘稠的液体或固体的内容可能会表现得更像一个固体。这是一个水平技术的简介。比较在侧边栏显示应用程序的方法。记住,连续方法可以用来执行点水平函数,和多个点水平测量可以有效地提供有用的,如果有些粗糙,连续数据。应用程序列表和技术是详尽的概述。没有提到的方法为每一个应用程序,和有意义的异常存在每一个声明。机电解决方案这些方法有一些类型的可动部分常见的元素,浮动,取决于表面或装置,通过内容。Float-Using漂浮在液体的表面是一个简单而可靠的方法测量水平,只要没有什么内容可以干扰自由流动。有很多阀门、开关、编码器激活花车可以提供点级别或连续的数据在一个狭窄的范围内。一些最复杂的连续测量浮设计使用磁致伸缩传感技术。浮动是甜甜圈形状的,骑在一个管状波导。波导可以很长,50英尺(15米),所以他们在非常大的坦克。浮动包含一个永久磁铁引起的中断发送电子脉冲波导。设备可以测量的干扰与非凡的精度和可重复性,经常±<。001年。一旦安装并设置单位,没有额外的校准要求。“磁致伸缩技术是适合无线通信,”迈克·盖斯说,市场开发,公司自动化和过程的技术。“脉冲响应直接电流消耗很小。”波导可以支持两个浮点数,使得磁致伸缩测量为数不多的技术能够连续测量层液体(如油的水)与一个设备。“只要有至少0.1的比重差异,我们可以设计定制浮动测量多个液体,”盖斯补充道。振动和桨wheel-These两个点水平方法的共同之处在于:他们探测移动插入内容。振动探针插入类似音叉为材料,设置连续振动的压电晶体。如果探针不是埋在内容,它可以自由振动。如果浸,它不能正常振动,可以识别和信号机制。同样,明轮使用机动桨板或旗形鳍轴连接到一个小电机。如果沉浸在固体产品,设备不能转,发送一个信号。当内容被排干,它可以旋转。这些方法都是侵入性的,受到伤害的内容。压力质量测量(重柜)、压力和压差的方法确定水平通过测量压头在罐底(或者无论计所在地)。如果坦克是排放到大气中,一个简单的压力计是充分的。然而如果坦克关闭,可以加压或机舱,压差读数之间的底部和顶部开放空间将自我补偿任何内部与大气压力之间的差异。这种方法行之有效,但它增加了管道。电反射超声波和雷达技术是有用的,因为它们在各种各样的应用程序,不需要产品接触。当他们需要一个接入点的坦克(穿点测量除外),在顶部。这两种技术有能力通过不同类型的内部障碍,并且每个都有自己的局限性。Ultrasonic-This技术可以以多种方式使用,这使得它非常多才多艺。声脉冲发送到坦克和传感器检查时间返回的回声。考虑到湿度和温度,可以计算距离表面。超声波测量有一些灰尘和泡沫的问题,但这不同的应用程序。它也有一个相对有限的温度和压力范围与雷达相比。不同类型的超声传感器可以安装在血管壁和取一个点水平阅读没有渗透。声音脉冲回波可以确定如果有固体或液体物质的另一面墙上。在某些情况下,它可以区分填充超出其水平,仅仅是粘性的涂层材料。这种方法特别有用,电容测量是不可能的,不可能有产品接触甚至渗透的坦克。Radar-This技术在现场已超过25年,但最近越来越受欢迎的能力提高,成本下降。在过去,过高的价格,大尺寸,和高功耗将雷达传感器只在最关键的应用程序,但现在他们在越来越多样化的情况下使用。超声波雷达类似,但有更少的限制,通常是更精确:微波脉冲具有更好的能力看穿泡沫和尘埃,和更少的压力和温度的问题。可以配置为非接触式雷达传感器应用程序,或一个波导,延伸到内容。非接触式设计更常见,但导波配置有助于在液体的情况下有一个非常低的介电常数,不能反映微波信号。“导波的设计有一个探测器得到的能量液体和背部,”博伊斯Carsella说,雷达产品经理磁放大器。“返回信号强度要高得多,如果产品接触不是问题。”雷达传感器特别有用在反应堆内部压力较高,高温、迷雾、蒸汽、动荡,和其他有问题的条件。说:“最大的问题是泡沫Carsella。“我们问的问题是,什么是液体的介电常数,是什么泡沫大小和密度,和泡沫层有多厚?”他建议导波设计能更好地看到通过巨大的泡沫层。雷达传感器的各种天线配置允许您为室内空间和液体选择最好的方法特点。此外,各种频率提供具体功能困境和液体性质。电子探针当点标高测量是充分的和产品接触是允许的,电容和电导探针提供简单和可靠的解决方案。电导探针是简单和提供点水平读数与导电液体。他们通常安装在集群的两个或两个以上的测量高和低水平。如果导电液体,必须使用另一种方法。电容探针确定存在的固体或液体内容由于电容探针与多个电极周围的变化。射频电流送入电极,和基于介电值的变化可以测量物质的接触。一些设计可以确定产品的介电值,这意味着它们可以区分不同的内容。例如,探头浸在油会给不同的阅读比浸在水里。这可以帮助在处理情况有一个以上的产品可能在一辆坦克。一些电容传感器可以通读非金属油罐的墙上,允许它取一个点读没有渗透或产品接触水平。传感器可以安装平面舱壁,或环绕非金属管道。如果金属水箱,传感器可以放置在一个塑料管制成的玻璃或坦克。“电容式传感器工作好很多固体,”罗杰·萨巴说,产品经理Turck仪表组。“有些奇怪的材料,如氯化洗涤剂,外套内罐壁和改变塑料的特点。一些电容传感器将锁定和给一个错误的阅读,但更复杂的单位可以看到通过。”热探针插入水箱。他们用一个小加热元件温暖提示和测量温度增加。如果没有周围液体探测器,温度升高会相对较大。然而,如果有液体,热量会消散和探针不会热身。光束传感器光发射机和接收机之间寻找堵塞。固体或液体的块或消散的光束,表明它的存在。这种技术取决于产品的排水能力,而不是阻止光线,表明假阳性。核(辐射)传感器虽然这是一个非常有效的解决方案,其费用和专业要求常常使核最后的传感器技术。的方法很简单:释放出伽马射线的放射性源放在槽的一侧。传感器,类似于盖革计数器,安装在对面点水平读数。坦克内容、固体或液体吸收伽马射线以可预测的方式,允许电子确定水平。测量是精确的传感器的数量,所以它通常用于高和低的限制。辐射传感器不需要任何产品内容,甚至也不是一个坦克穿透,所以这种方法是有价值的对于高压力/温度应用程序,有价值的产品,修改现有的设备是不切实际的。必威官方登陆然而,有一个放射源能够穿透一个典型不锈钢水箱需要专门类型的授权和培训操作员,所以这种方法需要仔细的深谋远虑。持续的发展像大多数类型的过程仪表、液位传感器供应商正在寻找更有效的方法来使用电力和降低电力消耗。有些方法在这方面就做得比别人好。低功耗通常会使传感器更实际的接口和无线发射机和提高能力在危险地区。大多数可以间歇性地触发,但作出快速反应的能力,而不是用很多的权力过程有着巨大的差别。例如,传感器利用磁致伸缩技术有更大的潜力比桨轮或热方法这种适应。当然电子消费只是一块拼图。所有其他的性能权衡考虑检查应用程序时仍然适用。
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