液位控制系統(tǒng)介紹.ppt

1、工程技術(shù)部 2012年1月,液位控制系統(tǒng)介紹,內(nèi)容概要： 液位控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述 常用液位傳感器介紹 融科A、C座和計(jì)算所污水井控制電路介紹,課堂測(cè)試題 1、寫出5種常用液位傳感器？ 2、目前大廈污水井使用的傳感器是什么類型，有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 3、如果讓你改造大廈的污水井液位控制系統(tǒng)，你選用什么類型的傳感器，為什么？,液位控制系統(tǒng)主要包括三部分 傳感器部分： 把被測(cè)介質(zhì)的液位轉(zhuǎn)換為電或可視信號(hào)。 控制部分： 根據(jù)傳感器送來(lái)的信號(hào)，按照預(yù)定模式操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制液位目的。 （控制電路） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分： 主要傳送介質(zhì)、調(diào)節(jié)液位的部件。（水泵等）,常用液位傳感器分類 一、按是否與被測(cè)介質(zhì)接觸分： 接觸式

2、： 浮球、壓力傳感器、液位開關(guān)、音叉、光電、電阻電容式 非接觸式： 雷達(dá)、超聲波,二、按變送信號(hào)分： 開關(guān)式： 浮球、液位開關(guān)、音叉、光電 量程式： 雷達(dá)、超聲波、壓力傳感器、電阻電容電感式,三、按檢測(cè)方式分： 浮子式 電接點(diǎn)式 壓力式 電阻式 電容式,電感式 超聲波式 雷達(dá)式 光電 音叉,浮子式： 1、電纜浮球：,電纜浮球開關(guān)是利用微動(dòng)開關(guān)或水銀開關(guān)做接點(diǎn)零件，當(dāng)電纜開關(guān)以重錘為原點(diǎn)一定角度時(shí)，（通常微動(dòng)開關(guān)上揚(yáng)角度為282,水銀開關(guān)上揚(yáng)角度為102)，開關(guān)便會(huì)有ON或OFF信號(hào)輸出。,特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，同時(shí)無(wú)毒、耐腐蝕，安裝方便，價(jià)格低廉。 適用介質(zhì)： 清水、污水、 油類及中度腐

3、蝕性液體。,內(nèi)部結(jié)構(gòu)分微動(dòng)開關(guān)和水銀開關(guān)：,2、連桿浮球：,內(nèi)部結(jié)構(gòu)：,干簧管原理：,霍爾效應(yīng)：半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中（磁場(chǎng)方向垂直于薄片），當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)。,霍爾接近開關(guān)：,3、磁浮子： 磁性浮子式液位計(jì)通過(guò)與容器相連的連通器內(nèi)的浮子隨液面（或界面）的上下移動(dòng)，由浮子內(nèi)的磁鋼利用磁耦合原理驅(qū)動(dòng)磁性翻板指示器，用紅白兩色（液紅氣白）明顯直觀地指示出容器內(nèi)的液位或界位。,磁翻板：,磁浮球：,4、浮球閥： 自來(lái)水直供系統(tǒng),5、污水井自制：,電接點(diǎn)式（液位開關(guān)、液位繼電器）,自制（漏水報(bào)警器）,壓力式（壓電電阻）,

4、壓力法依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測(cè)量。由于液體對(duì)容器底面產(chǎn)生的靜壓力與液位高度成正比，因此通過(guò)測(cè)容器中液體的壓力即可測(cè)算出液位高度。 對(duì)常壓開口容器，液位高度H與液體靜壓力P之間有如下關(guān)系：,法蘭式壓差變送器：適用于密閉容器,投入式壓差變送器：適用于敞開容器,壓力表（遠(yuǎn)傳式、電節(jié)點(diǎn)式）：多用于管道,電學(xué)法（電阻、電感、電容）,電學(xué)法按工作原理不同又可分為電阻式、電感式和電容式。用電學(xué)法測(cè)量無(wú)摩擦件和可動(dòng)部件，信號(hào)轉(zhuǎn)換、傳送方便，便于遠(yuǎn)傳，工作可靠，且輸出可轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)，與電動(dòng)單元組合儀表配合使甩，可方便地實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制。,電阻：,為用于連續(xù)測(cè)量的電阻式液位計(jì)原理圖。圖中：

5、 1-電阻棒； 2-絕緣套； 3-測(cè)量電橋,熱敏電阻：(油箱),可變電阻電阻：(油箱),電感：,電感式液位控制器的原理圖。傳感器由不導(dǎo)磁管子、導(dǎo)磁性浮子及線圈組成。管子與被測(cè)容器相連通，管子內(nèi)的導(dǎo)磁性浮子浮在液面上，當(dāng)液面高度變化時(shí)，浮子隨著移動(dòng)。線圈固定在液位上下限控制點(diǎn)，當(dāng)浮子隨液面移動(dòng)到控制位置時(shí)，引起線圈感應(yīng)電勢(shì)變化，以此信號(hào)控制繼電器動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)上、下液位的報(bào)警與控制。圖中：1、3-上下限線圈； 2-浮子,電容：,超聲波：（機(jī)械波）,在容器底部或頂部安裝超聲波發(fā)射器和 接收器，發(fā)射出的超聲波在相界面被反射。 并由接收器接收，測(cè)出超聲波從發(fā)射到接收 的時(shí)間差，便可測(cè)出液位高低。 超聲波

6、傳播距離為L(zhǎng)，波的傳播速度為C，傳播時(shí)間為t ，則：L是與液位有關(guān)的量，故測(cè)出L便可知液位， L的測(cè)量一般是用接收到的信號(hào)觸發(fā)門電路對(duì)振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。,外貼式超聲波液位開關(guān)：,外貼式超聲波液位開關(guān)采用超聲波檢測(cè)技術(shù)，解決了傳統(tǒng)的液位開關(guān)的不足，不受液體表面的泡沫、水汽的影響。側(cè)貼式超聲波液位開關(guān)利用超聲波在管壁介質(zhì)中的余震信號(hào)，大幅度提高了穩(wěn)定性和穿透性，可適用于多種材料的容器，包括：合金鋼、不銹鋼、塑料、玻璃及各種合成材料。 外貼非接觸式超聲波液位開關(guān)提供了容器尤其是高壓、腐蝕、密閉容器物位測(cè)量的解決方案，將探頭緊貼于容器外側(cè)壁，不需要打孔，即可完成單點(diǎn)物位測(cè)量，這種技術(shù)不受介質(zhì)

7、壓力、溫度、泡沫、氣體、反射系數(shù)等因素的影響，所以適用于醫(yī)藥，石油，化工，電力，食品等行業(yè)的各類液體液位工程控制，對(duì)于有毒的、強(qiáng)腐蝕危險(xiǎn)品液體的檢測(cè)，該產(chǎn)品更是理想的選擇。,雷達(dá)：（電磁波）,雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理 雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射反射接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下： D=CT/2 式中 D雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離 C光速 T電磁波運(yùn)行時(shí)間 。,(a)氣介式 (b) 液介式 (c)固介式 單探頭超聲波液位計(jì),光電,光電液位開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠的液位控制器，它使用紅外

8、線探測(cè)，可避免陽(yáng)光或燈光的干擾而引起誤動(dòng)作。其體積小、安裝容易，有雜質(zhì)或帶粘性的液體均可使用，外殼材質(zhì)有PC，所以耐油、耐水、耐酸堿。它在凈水/污水處理、造紙、印刷、發(fā)電機(jī)設(shè)備、石油化工、食品、飲料、電工、染料工業(yè)、油壓機(jī)械等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。,工作原理：利用光線的折射及反射原理，光線在兩種不同介質(zhì)的分界面將產(chǎn)生反射或折射現(xiàn)象。當(dāng)被測(cè)液體處于高位時(shí)則被測(cè)液體與光電開關(guān)形成一種分界面，當(dāng)被測(cè)液體處于低位時(shí)，則空氣與光電開關(guān)形成另一種分界面，這兩種分界面使光電開關(guān)內(nèi)部光接收晶體所接收的的反射光強(qiáng)度不同，即對(duì)應(yīng)兩種不同的開關(guān)狀態(tài)。（如下圖）,音叉：（振動(dòng)棒、射頻電容式）,叉體由晶體激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)

9、，當(dāng)叉體被液體浸沒(méi)時(shí)振動(dòng)頻率發(fā)生變化，這個(gè)頻率變化由電子線路檢測(cè)出來(lái)并輸出一個(gè)開關(guān)量，達(dá)到液位報(bào)警和控制的目的。 “音叉式液位限位開關(guān)”又被稱作“電氣浮子”，凡使用浮球限位開關(guān)和由于結(jié)構(gòu)、湍流、攪動(dòng)、氣泡、振動(dòng)等原因不能使用浮球液位開關(guān)的場(chǎng)合均可使用 “音叉式液位限位開關(guān)”。其結(jié)構(gòu)及原理特性使其能夠取代任何一種激勵(lì)的液位開關(guān),振動(dòng)棒,振動(dòng)棒式物位限位開關(guān)運(yùn)用音叉的“共振”原理，振動(dòng)管和內(nèi)置的振動(dòng)棒在壓電元件的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)探頭被測(cè)物料埋沒(méi)時(shí)，振動(dòng)幅度急劇減小，由此轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，使繼電器動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)量達(dá)到控制或報(bào)警的目的。 主要特點(diǎn)： 適應(yīng)性強(qiáng)與音叉物位開關(guān)相比單棒式探頭能有效防止夾

10、料和粘料，在較多掛料時(shí)， 仍能穩(wěn)定工作。與電容式物位開關(guān)相比不受被 測(cè)介質(zhì)電參數(shù)影響，物料品種改變、濕度變化 不影響傳感器工作。,射頻電容式物位限位開關(guān)（下稱限位開關(guān)）是一種新型的物位儀表。由于采用了“射頻技術(shù)”和“數(shù)碼標(biāo)定技術(shù)”，解決了長(zhǎng)期以來(lái)電容式物位限位開關(guān)在使用中溫漂大、不易標(biāo)定的兩大難題，特別是“數(shù)碼標(biāo)定技術(shù)”屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng),它必將推動(dòng)電容式物位限位開關(guān)更廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。本物位限位開關(guān)可對(duì)塊狀、顆粒狀、粉末狀及液態(tài)物料料倉(cāng)的料位及液位進(jìn)行控制或上、下限位 報(bào)警，適用于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、多粉塵的 惡劣環(huán)境；在冶金、石油、化工、輕工、煤炭 、水泥、糧食等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。,射頻電容式,控制電路介紹 一、融科A座污