智能两线制磁性浮球液位变送器的研制

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1、上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论等优点。一体化温度变送器的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。1.2.2压力变送器压力变送器也称差变送器，主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器的测量原理是：流程压力和参考压力分别作用于集成硅压力敏感元件的两端，其差压使硅片变形（位移很小，仅µm级），以使硅片上用半导体技 术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于

2、压力的mV级电压信号。由于硅材料的强性极佳，所以输出信号的线性度及变差指标均很高。工作时，压力变送器将被测物理量转换成mV级的电压信号，并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号，再经过非线性校正，最后产生与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～20MP3）和微 差压变送器（0～30kPa）两种。1.2.3液位变送器1、浮球式液位变送器浮球式液位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成。一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导

3、管上下移动。导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号，并将电子单元转换成4～20mA或其它标准信号输出。该变送器为模块电路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蚀等优点，电路内部含有恒流反馈电路和内保护电路，可使输出最大电流不超过28mA，因而能够可靠地保护电源并使二次仪表不被损坏。2、浮筒式液位变送器浮筒式液位变送器是将磁性浮球改为浮筒，它是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式液位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的液位、界位或密度的。它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。第3页上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论3、静压或液位变送器该

4、变送器利用液体静压力的测量原理工作。它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～ 20mA或0～10mA电流方式输出。1.2.2电容式物位变送器电容式物位变送器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程，主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4～ 20mA恒定电流输出为基型，经过转换，可以用三线或四线方式输出，输出信号 形成为1～5V、0～5V、0～10mA等标准信号。电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时，

5、因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变化而变化。变送器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组成。采用脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低，对周围元射频干扰、稳定性好、线性好、无明显温度漂移等。1.2.3超声波变送器超声波变送器分为一般超声波变送器（无表头）和一体化超声波变送器两类，一体化超声波变送器较为常用。一体化超声波变更新器由表头（如LCD显示器）和探头两部分组成，这种直 接输出4～20mA信号的变送器是将小型化的敏感元件（探头）和电子电路组装在一起，从而使体积更小、重量更轻、价格更便宜。超声波变送器可用于液位。物位的测量和开渠

6、、明渠等流量测量，并可用于测量距离。1.2.4雷达式物位变送器该方法是利用微波反射原理对容器中的料位进行测量，雷达传感器的天线以波束的形式发射雷达信号，反射回来的回波信号仍由天线接收，通过测量发射脉冲与回波的时间间隔，利用这一时间间隔正比于发射天线至物料表面的距离，从而间接测量出实际料位。可以对液位、浆粒、颗粒的物位进行非接触式连续测量，适用于真空、高温、高压、有气体、蒸汽、腐蚀性介质的测量，但对被测介质的导电性和介电常数有要求，由于微波的频率很高(一般为5.8GHZ)，为达到较高的测量精度，有较高的安装要求，同时，昂贵的价格也限制了它的使用。第4页上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论1.

7、2.2其它方式的物位变送器上面只例举了儿种应用较广、比较有代表性的物位变送器，除此之外，还有许多诸如光纤式液位计、核辐射式液位计等等测量物位的变送器，这里不再一一例举。1.3当前国内外物位测量仪表的现状及未来发展方向1.3.1当前国外物位测量仪表的现状在物位测量这一领域的研究及应用，以美国的DREXELBROOK公司、 Honeywell公司为代表的外国公司己经取得了令人瞩目的成就。尤其是 DREXELBRO