基于阵列式霍尔元件的界位传感器设计与研究.pdf

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1、机械设计与制造第6期204MachineryDesign&Manufacture2012年6月文章编号：1001—3997(2012)06—0204—02基于阵列式霍尔元件的界位传感器设计与研究术金太东石成江(辽宁石油化工大学，抚顺113001)DesignandResearchofInterfaceLevelSensorBasedontheArrayHalIElementJINTai—dong，SHICheng~iang(MechanicalEngineeringofLiaoningUniversity

2、ofPetroleumandChemical，Fushun113001，China)【摘要】在石油化工等领域各种液体的液位或界位测量是一种常见的测量，基于各种测量原理所开发的传感器也比较多样。根据应用场合要求不同，各种传感器又各有优缺点。采用开关型霍尔元件，按照一定的规则进行排列，设计了一种测量液位与界位的传感器。该传感器主要由带磁铁的移动浮子和固定不动的霍尔元件检测阵列两大部分组成，磁铁固定在浮子上，浮子与界位同步移动，使磁铁在霍尔元件检测阵列表面移动，霍尔元件检测阵列输出的脉冲信号数量与磁铁移动距离(

3、界位移动距离)成正比。还分析了这种传感器的测量精度，给出了具体的处理电路。关键词：阵列；霍尔元件；界位；传感器【Abstract】fepetrochemicalindustryvariousliquidslevelmeasurementorinterfacelevellllA~a—surementisacommonmeasurement，thereforesensorsbasedontheprincipleofmeasuringisalsomoredi-verse．Accordingtorequireme

4、ntsofdifferentapplications，Vo3"ioussensorshavetheirownadvantagesanddisadvantages．ByapplyingswitchtypeHallElement，arrangedaccordingtocertainrules，ainterfacelevelsensorwasdesignedtomeasuretheliquidlevelandinterfaceleve1．Thesensormainlycomposesoftwoparts：the

5、mobilefloatwithmagnetandthefixedHallElementermitteltarray．ThemagnetisfixedonthemobilefloatthatmovessynchronouslywiththeinterfaceleveltoallowthemlrtovesonthesurfaceoftheHallElementermitteltarray，andthequantitiesofpulsesignaloutputbytheHallElementermitteh01

6、"-rayisproportionaltothemagnetdisplacementdistance(theinterfaceleveldisplacementdistance)．Italsoanalyzestheaccuracyofthistypeofsensormeasurementwithspecificprocessingcircuitbeinggiven．Keywords：Array；HallElement；InterfaceLevel；Sensor中图分类号：TH16，TP212文献标识码：A

7、1引言油储罐，在油、水分离的同时，在罐中上部要不断注入原油，在罐底部要不断排出原油，且要定期排出水，以保证油、水分离效果。在石油化工等工业领域大量使用传感器以测量液体的界位或这种情况下油水的混合区的厚度就较大，采用磁致伸缩、超声波液位，从而实现对其控制与监测。目前基于各种检测原理的该类等传感器来检测其分界面就很困难且不准确。利用浮子在不同密传感器已有很多种，其应用场合也有所不同，优缺点也不同。有度的液体中，其漂浮位置不同的原理，来识别油水分界面，即油水些场合要求准确测量液体的界位盯l，如在原油储罐中，为保

8、证油水混合区的液体密度介于油和水之间，当浮子所受浮力与重力相等分离后，能及时将水排出，要时刻了解油和水的分界面。目前虽然时，浮子位置是一定的1'21。通过调节浮子上的配重，来控制浮子质有许多测量油水界面的传感器，但是当油水界面存在一个混合量，使其能够漂浮在油水混合区的中间位置。然后再利用位移检区，即油水界面不是理想状况下的一个分界面，这些传感器的测量精度就降低很多，甚至无法完成测量。这对于及时排水且又不测原理将浮子的位移(即油