液位传感技术

特蕾莎·帕里斯 一九九九年六月一日

有许多不同的方法来测量工业储存和加工容器中的产品水平。最常用的设备之一是差压变送器“舒适”技术在测量清洁液体的水平时相当准确和可靠。然而,密度补偿是精确测量所必需的。新安装需要额外的管道和隔离阀,这增加了初始安装成本。

测量水平面最简单的装置之一是浮动.浮子按位置传感器的类型分类(簧片开关,电缆-锅,磁致伸缩和声波或雷达)。使用浮子的优点是不受水箱高度限制,精度高(取决于浮子类型),成本相对较低。然而,它们是侵入式传感器。此外,这些机械设备容易磨损、腐蚀、机械故障和“卡住”。“浮标会受到材料堆积的影响,这可能会影响它们的重量,从而影响精度。”

应用可以缩小选择范围
与浮子原理有关的液位计是置换剂.驱替技术是基于阿基米德原理。虽然它们的活动部件比典型的浮动装置少,但实际的机械运动是有限的。置换器经常被放置在外部“保持架”中,如果容器/保持架水平不对齐,可能会影响精度。大跨度位移装置可能非常昂贵。


声波仪器
干扰信号路径。声波装置是非接触的,侵入性最小。灰尘,溶剂蒸气,泡沫,表面湍流和环境噪声影响精度。升高的工艺温度会限制应用。

雷达设备在加工材料表面发射微波。其中一部分能量被反射回来并被传感器检测到。信号返回的时间决定电平。使用的技术包括:

  • 调频连续波(fmcw)非常精确,忽略了蒸汽,并且不受工艺材料物理特性(介电常数除外)变化的影响。应用范围包括“静止”但不包括湍流。与其他技术相比,成本相当高(每点5000 - 10000美元)。

  • 脉冲飞行时间- ptof功率更低,价格更低。由于其较低的功率,其性能可能受到容器阻塞、搅拌、泡沫、高压和低介电材料(介电常数小于2)的限制。

  • 时域反射测量(TDR) -与FMCW和PTOF不同,TDR是一种侵入式测量,使用棒或柔性电缆来“引导”微波脉冲。它可以测量非混相流体中的正常(顶部低K)界面水平。它成本低,测量跨度大,在低介电材料中具有良好的性能。


有些方法侵入

无线电频率(RF),基于电容或导纳,可以处理广泛的工艺条件。过程温度和压力仅受传感元件材料系统的限制。这种类型的液位变送器在传感器上感知随着液位变化而发生的电阻抗变化。射频器件忽略传感器上的材料堆积,并与所有类型的工艺材料一起工作。这是一项侵入性技术。

Teresa Parris,市场传播经理,John Roede,应用工程师,Drexelbrook工程公司,一个液位传感设备供应商。