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超声物位计的定点式类型

发布时间:2017/12/9 9:20:30 点击量:

定点式超声物位计是一种常用的测量仪器,在多个领域中都有一定的应用。定点式超声物位计常用的有声阻式、液介穿透式和气介穿透式3种。下面我们一起了解一下定点式超声物位计的3种类型吧。

1、声阻式超声液位开关

如图5-27所示,声阻式超声液位开关是利用气体和液体对超声振动的阻尼有显著差别这一特性来判断测童对象是液体还是气体,从而测定被测液位是否到达检测探头的安装高度。

由于气体对压电陶瓷前面的不锈钢辐射面振动的阻尼小.压电陶瓷振幅较大,足够大的正反馈使放大器处于振荡状态。当不锈钢辐射面和液体接触时.由于液体的阻尼较大,压电陶瓷Q值降低,反馈量减小,导致振荡停止,消耗电流增大。根据换能器消耗电流的大小判断被测液位是否上升到辐射面高度。控制器根据所测信号触发继电器动作,发出相应控制信号。

声阻式超声液位开关结构简单、使用方便。换能器上有螺纹,使用时可从容器顶部将换能器安装在预定高度即可。它适用于化工、石油和食品等工业中的各种液面测量,也用于检测管道中有无液体存在。声阻式超声液位开关的工作频率约为40kHz,重复性可达 1mm。

由于测量黏滞液体时,会有部分液体枯附在换能器上,不随液面下降而消失,因而容易产生误动作,所以声阻式超声液位开关不适用于钻滞液体。同时也不适用于测量溶有气体的液体。这是因为气泡易附在换能器上而形成辐射面上的一层空气隙,从而减小了液体对换能器的阻尼,并导致误动作。

2、液介穿透式超声液位开关

液介穿透式超声液位开关是由美国罗斯蒙特集团Kay-Ray/Sensall公司首创的,其工作原理是利用超声换能器在液体中和气体中发射系数的显著差别来判断被测液面是否达到换能器安装高度。液介穿透式超声液位开关的结构如图5-28所示。它由相隔一定距离平行放置的发射压电陶瓷与接收压电陶瓷组成,并被封装在不锈钢外壳中或用环氧树脂铸成一体,在发射与接收陶瓷片之间留有一定间隙(12mm)。控制器内有放大器和功率放大器,功率放大器用于驱动继电器动作。发射压电陶瓷与接收压电陶瓷分别被接到放大器的输出端和输人端,以形成闭环振荡。

当间隙内充满液体时.由于固体与液体的声阻抗接近,超声波穿透时界面损耗较小,超声波能透过液体被接收换能器所接收。这样从发射到接收,放大器由于声反馈而连续振荡。当间隙内是气体时,由于固体与气体声阻抗差别极大,在固一气相界面上超声波大部分被反射.接收换能器所接收到的声能太少.所以声反馈中断,振荡停止。因此可根据放大器振荡与否来判断换能器间隙是空气还是液体,从而判断液面是否到达预定高度。

该液位开关结构简单,不受被渊介质物理性质的影响,工作安全可靠。由于在探头部分具有缝隙.故又被称为窄缝式超声液位开关。它既可自容器侧壁横向插人,又可自顶部竖向插入,只要窄缝处于所控制的液位高度上即可。

3、气介穿进式超声料位开关

发射换能器中压电陶瓷和放大器接成正反馈振荡回路,振荡在发射换能器的谐振频率上。接收换能器同发射换能器采用相同的结构。使用时,将两换能器相对安装在预定高度的一直线上,使其声路保持畅通。当被测料位升高遮断声路时,接收换能器收不到超声波,控制器内继电器动作,发出相应的控制信号。

由于超声波在空气中传播,故频率选择得较低(20-40kHz)。这种料位计适用于粉状、颗粒状、块状或其他固体料位的极限位置报瞥,还可用于密度小、介电常数小,电容式物位计难以测址的塑料粉末、羽毛等的物位测量。它具有结构简单、安全可靠,不受被测介质物理性质的影响,适用范围广等优点。

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