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液位测量

关于液位测量和各种测量方法的一般信息概览

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Different principles of level measurement scheme

定义

在液位测量中,确定工业容器(如工艺容器和储罐、筒仓或开槽)中的介质填充高度。为此,测量值将被转换为电子信号。输出信号集成在过程控制的控制回路中。在此过程中,将区分连续测量方法和极限值检测器。下面详细解释了各种测量类型,并指出了这些原理的好处。

液位测量的类型

连续测量方法

超声波液位测量

Tuning Fork Level Scheme
超声波原理的作用方式

变送器向表面发送超声波。信号在那里被反射出来。设备从信号的持续时间计算传感器下边缘到表面的距离。通过输入特定值并测量环境温度,与周围大气相关的声速的影响将由变送器自动补偿。
如果传感器下边缘与容器底部之间的距离已知,则设备可以显示液位。如果已知容器的几何形状,则还可以确定容积。由于有各种干扰回波滤波器,所以即使存在产生干扰回波的组件,也可以在容器内使用。
超声波传感器可以测量:

  • 液体
  • 糊状介质
  • 粉末
  • 粒状材料
超声波传感器的应用

根据其基本的测量原理,超声波液位计适用于各种应用。它们主要用于开放的水池和废水部门以及化工厂和乳品厂的筒仓或储罐中。

以下是非接触式测量的优势。水的污染程度或水池的泥泞不会影响测量结果。此外,不与介质直接接触,也适用于具有高卫生要求的应用。

好处
  • 测量与介质属性无关
  • 通过非接触式测量适用于磨蚀性和腐蚀性介质

根据雷达原理进行液位测量

Radarprinzip zur Füllstandsmessung

雷达测量的工作原理

雷达液位计由带电子器件的外壳、带天线的工艺接头和传感器组成。短雷达脉冲从雷达传感器的天线发射,持续时间约为1 ns。这些脉冲由介质反射并由天线作为回波接收。雷达波以光速传播。雷达脉冲从发射到接收的持续时间与距离成正比,从而与液位成正比。以这种方式确定的液位高度被转换成相应的输出信号并作为测量值输出。
雷达传感器可以测量:

  • 液体
  • 糊状介质
  • 粉末
  • 粒状材料
雷达传感器的应用

液位传感器通常用于腐蚀性介质和动态工艺条件,例如高温或压力波动。与超声波测量一样,测量以非接触的方式进行。由于不与介质直接接触,该测量原理特别适用于卫生应用。酸奶产品的生产过程在高度无菌的受控环境中进行。因此,它们对所有与介质接触的部件的可清洁性提出了特殊要求。相应的清洁过程也很苛刻,因为外来细菌的污染会导致整个批次损失。非接触式雷达原理不受酸奶密度变化的影响,也不会受到果实的任何磨蚀。
此外,非接触式测量对压力和真空的影响不敏感,适用于储罐中的液位测量。为了能够在该应用中消化铝土矿,将在混合器中加入稀氢氧化钠溶液并与铝土矿混合。为了实现工艺的最佳利用,重要的是将液位调节在限定的范围内。雷达液位计检测当前的液位高度并将其传递给控制系统。即使启动搅拌器也不会干扰测量。以蒸汽为主的环境也没有影响。

好处
  • 测量值的高精度
  • 适用于动态工艺条件

引导式微波

Geführte Mikrowelle Füllstandsmessung
引导式微波原理的作用方式

高频微波沿着棒或钢缆引导。一旦到达介质表面,这些波就被反射并被传感器接收。液位基于波的持续时间确定并作为测量值输出。

极限液位检测

浮子开关

Float Switch Level Principle
浮动原理的作用方式

浮子是一种传感器,由于低密度而“漂浮”在液体上。浮子内有一块磁铁和一个或多个簧片触点。在达到规定的液位时,磁铁由于浮力而激活簧片触点。测量不受介质压力、温度、电导率和气泡等影响因素的影响。因此,该原理适用于各种应用,例如具有泡沫或动态表面的介质以及宽温度范围内的介质。

浮子传感器可以测量:
  • 液体

音叉

Tuning Fork Level Scheme
振动叉原理的作用方式

储罐里有一个振动叉。它受压电激励并以其约1200 Hz的机械共振频率振动。在此过程中,振动频率在接触介质时将发生变化。频率变化由集成振荡器记录并转换为切换命令。

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