液位傳感器

簡介

　　分為兩類：一類為接觸式，包括單法蘭靜壓/雙法蘭差壓液位變送器，浮球式液位變送器，磁性液位變送器，投入式液位變送器，電動內(nèi)浮球液位變送器，電動浮筒液位變送器，電容式液位變送器，磁致伸縮液位變送器，侍服液位變送器等。第二類為非接觸式，分為超聲波液位變送器，雷達液位變送器等。

　　靜壓投入式液位變送器（液位計）適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。精巧的結構，簡單的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等標準信號輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。

　　利用流體靜力學原理測量液位，是壓力傳感器的一項重要應用。采用特種的中間帶有通氣導管的電纜及專門的密封技術，既保證了傳感器的水密性，又使得參考壓力腔與環(huán)境壓力相通，從而保證了測量的高精度和高穩(wěn)定性。

不同液位傳感器對比

　　1、浮筒式液位傳感器

　　浮筒式液位變送器是將磁性浮球改為浮筒，液位傳感器是根據(jù)阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位變送器是利用微小的金屬膜應變傳感技術來測量液體的液位、界位或密度的，它在工作時可以通過現(xiàn)場按鍵來進行常規(guī)的設定操作。

　　2、浮球式液位傳感器

　　浮球式液位變送器由磁性浮球、測量導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成，一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測量導管上下移動，導管內(nèi)裝有測量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比于液位變化的電阻信號，并將電子單元轉換成4～20mA或其它標準信號輸出。

　　液位傳感器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(yōu)點，電路內(nèi)部含有恒流反饋電路和內(nèi)保護電路，可使輸出最大電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護電源并使二次儀表不被損壞。

　　3、靜壓式液位傳感器

　　該變送器利用液體靜壓力的測量原理工作，它一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉換成電信號，再經(jīng)放大電路放大和補償電路補償，最后以4～20mA或0～10mA電流方式輸出。

工作原理

　　用靜壓測量原理：當液位變送器投入到被測液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓強公式為：Ρ = ρ .g.H + Po式中：

　　P ：變送器迎液面所受壓強

　　ρ：被測液體密度

　　g ：當?shù)刂亓铀俣?/p>

　　Po ：液面上大氣壓

　　H ：變送器投入液體的深度

　　同時，通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ，

　　使傳感器測得壓力為：ρ .g.H ，顯然，通過測取壓強 P ，可以得到液位深度。

功能特點：

　　◆穩(wěn)定性好，滿度、零位長期穩(wěn)定性可達 0.1%FS/ 年。在補償溫度 0 ～ 70 ℃范圍內(nèi)，溫度飄移低于 0.1%FS ，在整個允許工作溫度范圍內(nèi)低于 0.3%FS 。

　　◆具有反向保護、限流保護電路，在安裝時正負極接反不會損壞變送器，異常時送器會自動限流在 35MA 以內(nèi)。

　　◆固態(tài)結構，無可動部件，高可靠性，使用壽命長。

　　◆安裝方便、結構簡單、經(jīng)濟耐用。

主要技術參數(shù)：

　　工藝：擴散硅 陶瓷電容 藍寶石 電容任選。分體式一體式可選，量程：0---0.5---200米，輸出： 4---20mA (2線制)供電： 7.5---36VDC 推薦24VDCCBM-2100/CBM-2700投入式靜壓液位計可靠防腐并帶有陶瓷測量單元的探頭，用于凈水、污水及鹽水的物位測量。GY500投入分體式液位變送器采用擴散硅壓阻芯體，316全不銹鋼結構，殼體采用隔離防爆設計，該投入式液位計主要適用于河流、地下水位、水庫、水塔及容器等的液位測量與控制。電路采用信號隔離放大，截頻干擾設計（抗干擾能力強，防雷擊）過壓保護，限流保護，抗沖擊，防腐等設計。]主要技術參數(shù)：b]測量介質(zhì)： 水 油 等液體壓力類型： 表壓、絕壓（沒有要求 默認表壓）]

　　b]量 程： 0～300m中間量程任選 綜合精度： 0.1%FS 輸出信號： 4～20mA(二線制)、0～5V、1～5V、0～10V(三線制) 供電電壓： 12～36VDC 介質(zhì)溫度： -30～60℃環(huán)境溫度： -40～85℃零點溫漂移： ≤±0.05%FS℃量程溫度漂移： ≤±0.05%FS℃補償溫度： 0~70℃安全過載： 150%FS極限過載： 200%FS采樣頻率： ≤2ms負載能力：（電流型）250~1425Ω（電壓型）≥2KΩ密封等級： IP68 長期穩(wěn)定性能： 0.1%FS/年 振動影響： 在機械振動頻率20Hz～1000Hz內(nèi)，輸出變化小于0.1%FS 機械連接(螺紋接口)： 投入式(潛入式)]產(chǎn)品尺寸（mm）：b]

　　投入分體式液位變送器

　　⊙選用美國進口的高精度、隔離式敏感組件，性能可靠

　　⊙表壓或絕壓測量

　　⊙量程寬：1mH2O～200mH2O

　　⊙輸出：4～20mA或0～5V

　　⊙電源電壓：24VDC(12～36VDC)，mV 輸出型為恒流1.5mADC 或恒壓12VDC 供電

　　⊙精度高，優(yōu)于0.2%F.S

　　⊙100%防水防潮，防護等級IP68

　　⊙完備的電路功能，調(diào)校方便

產(chǎn)品參數(shù)

　　被測介質(zhì)： 液體（弱腐蝕性）

　　壓力類型：表壓

　　量 程： 0～0.1M～1M～3M～5M～10M～20M～50M～100M～200M～500M （水位高/深度，最小 量程為0.1米）

　　輸 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC（三線制）

　　綜合精度： ±0.25%FS、±0.5%FS

　　供 電： 24V Dc（9～36VDC）

　　絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100VDC

　　負載電阻： 電流輸出型：最大800Ω

　　電壓輸出型：大于50KΩ

　　介質(zhì)溫度：-20～85℃

　　環(huán)境溫度：-20～85℃

　　儲存溫度：-40～90℃

　　相對濕度： 0～95% RH

　　密封等級：IP68

　　過載能力： 150%FS

　　響應時間：≤5mS

　　穩(wěn) 定 性：≤±0.15%FS/年

　　振動影響：≤±0.15%FS/年（機械振動頻率20Hz～1000Hz）

　　電氣連接：3/5芯導氣屏蔽電纜全密封；標準配線8米

　　壓力連接：投入式

　　連接螺紋材料：304/316L不銹鋼

同類區(qū)別

　　液位開關是根據(jù)液位傳感器的信號輸出開啟放水或者進水的閥門而使水位保持恒定的一種控制器。也可以說液位開關輸出的是一種開關信號，液位開關首先要確定液位的高度，依據(jù)這個高度來輸出開關量信號。而液位傳感器是將液位的高度轉化為電信號的形式進行輸出。我們可以對電信號進行處理比如和plc、數(shù)據(jù)采集器或者專業(yè)顯示器相連進而輸出液位的高度。還有就是液位開關和液位傳感器的原理雖然相同。但是液位開關是開關控制電路，而液位傳感器是相當于變壓，變流用的電路元件。

　　光電液位傳感器

　　光電液位傳感器是利用光在兩種不同介質(zhì)界面發(fā)生反射折射原理而開發(fā)的新型接觸式點液位測控裝置。它具有結構簡單，定位精度高；沒有機械部件，不需調(diào)試；靈敏度高及耐腐蝕；耗電少；體積小等諸多優(yōu)點而受到市場的逐漸認可。

　　1、由于液位的輸出只與光電探頭是否接觸液面有關，與介質(zhì)的其它特性，如溫度、壓力、密度、電等參數(shù)無關，所以光電液位傳感器檢測準確、重復精度高；響應速度快，液面控制非常精確，并且不需調(diào)校，就可以直接安裝使用。

　　2、由于光電液位傳感器探頭體積相對小巧，可分開安裝在狹小空間中適合特殊罐體或容器中使用。另外還可以在一個測量體上安裝多個光電探頭制成多點液位傳感器、變控器。

　　3、由于對傳感器內(nèi)部的所有元器件進行了樹脂澆封處理，傳感器內(nèi)部沒有任何機械活動部件，因此光電液位傳感器可靠性高、壽命長、免維護。

產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　在21世紀初，液位傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍存在不小的挑戰(zhàn)。據(jù)悉，我國已有1700多家從事液位傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)，液位傳感器年產(chǎn)量突破24億只，液位傳感器產(chǎn)品達到10大類、42小類、6000多個品種，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，但在這企業(yè)中，外資企業(yè)優(yōu)勢明顯，外資企業(yè)比重達到67%，尤其是日本、美國、韓國和德國，國有企業(yè)和民族企業(yè)所占比重僅為33%。國內(nèi)外企業(yè)綜合實力懸殊，規(guī)模小，人才短缺、研發(fā)能力弱，難與國外企業(yè)抗衡。

　　更關鍵的是，在技術上，國內(nèi)液位傳感器技術薄弱，主要有以下三點：

　　一是，核心技術和基礎能力欠缺，核心芯片嚴重依賴國外進口，國內(nèi)企業(yè)在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊應用的高端方面與國外企業(yè)差距明顯。

　　二是在設計、可靠性、封裝等方面，缺乏統(tǒng)一標準和自主知識產(chǎn)權，在接口、深刻蝕、高溫歐姆接觸、高可靠MEMS封裝、快速測試、高仿真模擬等技術方面尚未取得突破性進展和產(chǎn)業(yè)化驗證；

　　三是產(chǎn)品在品種、規(guī)格、系列等方面還不夠全面，在測量精度、溫度特性、響應時間、穩(wěn)定性、可靠性等技術指標方面仍有不小差別，因此中國浮子液位計傳感器企業(yè)任重道遠。

發(fā)展前景

　　近幾年國內(nèi)磁翻板液位傳感器市場一直持續(xù)增長，速度超過10%，2010年我國液位傳感器銷售額達到905億元。據(jù)預測，未來5年中國液位傳感器市場將穩(wěn)步快速發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模大幅增長的動力之下，2015年中國液位傳感器市場規(guī)模有望達到12億元以上。

　　據(jù)統(tǒng)計，至2013年，我國物聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模將或達到7500億元，作為物聯(lián)網(wǎng)“金字塔”的最底層和最基礎環(huán)節(jié)，液位計傳感器產(chǎn)業(yè)將從中直接受益。