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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”方式通過開關狀態來表示相應的水位。特點:結構簡單,性能穩定可靠、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:開關量或者連續量。
1.2 超聲波液位計
工作原理:發射機以一定工作頻率將加在其上的電信號轉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,又將聲信號轉換為電信號,作為接收機的輸入信號。由于實現了電能和聲能的轉換,因此又稱之為換能器。按聲波傳播介質的不同,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。
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,實現壓力與電信號的轉換。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生疲勞,由此產生時間漂移。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,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。