傳感器應(yīng)用技術(shù)項目七液位傳感器課件

1、項目七 液位檢測傳感器項目目標（1）了解磁浮子式液位計測量電熱水箱的液位的原理和方法。（2）了解投入式液位計測量高壓鍋爐內(nèi)的水位的原理和方法。（3）了解超聲波式液位計測量河水的水位的原理和方法。（4）了解壓力式洗衣機水位傳感器檢修方法任務(wù)一 電熱水箱、儲水罐內(nèi)水位的測量情景引入 磁浮子式液位計具有顯示直觀醒目、不需電源，安裝方便可靠、維護量小、維修費用低的優(yōu)點，是玻璃管、玻璃板液位計的升級換代產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、制藥、冶金、船舶工業(yè)、水/污水處理等行業(yè)的罐、槽、箱等容器的液位檢測。通常鍋爐和電熱水箱使用的是磁浮子式液位計。在本任務(wù)中我們使用磁翻板式液位計測量水箱的水位。任務(wù)描述

2、（1）能夠根據(jù)工作現(xiàn)場情況正確選用磁浮子式液位計（2）能夠使用磁浮子式液位計進行測量任務(wù)目標相關(guān)知識浮球式液位計和磁翻板式液位計比較1. 磁浮子式液位計的外形與結(jié)構(gòu)磁浮子磁翻板標尺磁翻板式液位計結(jié)構(gòu)頂裝式干簧管浮球式液位計結(jié)構(gòu)2. 磁浮子液位計的工作原理（1）干簧管浮球式液位計的工作原理2. 磁浮子液位計的工作原理（2）磁翻板式液位計的基本工作原理 磁翻板式液位計是以磁性浮子為感應(yīng)元件，并通過磁性浮子和顯示色條中磁性體的耦合作用，反映被測液位或界面的測量儀表。磁浮子式液位計和被測容器形成連通器，保證被測量容器和測量管體間的液位相等。當液位計測量管中的浮子隨被測液位變化時，浮子中的磁性體和顯示條

3、上顯示色標中的磁性體作用，使其翻轉(zhuǎn)，紅色表示有液，白色表示無液，以達到就地準確顯示液位的目的。3. 磁浮子式液位計的選型（1）干簧管磁浮子式液位計的選型方法選型案例： 測量建筑高層水箱液位，采用插入式磁性液位計，輸出420mA，現(xiàn)場電流表指針指示，碳鋼法蘭連接，測量范圍：02500mm。根據(jù)要求選擇適當?shù)囊何挥嬓吞?。UHZ-59型浮球式磁性液位計選型表 在選擇液位計型號時還要考慮到以下幾點：工作溫度上限食品專用液位傳感器工作電壓及電流液位測量點的數(shù)量3. 磁浮子式液位計的選型（2）磁翻板式液位計的選型方法選型案例： 測量地下油儲槽液位，介質(zhì)為0 號柴油，密度為0.82g/cm3，采用護套管頂裝

4、式磁性液位計，不配遠傳儀表，工作溫度為常溫，工作壓力為1.0MPa，測量范圍為02000mm。根據(jù)要求選擇適當?shù)囊何挥嬓吞?。UHZ-59D磁翻板式液位計選型表根據(jù)使用場合的要求有五種磁翻板式液位計可選 普通型上下限開關(guān)輸出電遠傳高溫高壓型防腐型4. 磁浮子液位計安裝與接線（1）安裝方法1）液位計的連接法蘭結(jié)合面放上密封墊，然后用螺栓將液位計固定在容器的連接法蘭上。注意安裝時必須保證液位計垂直。2）移除底部的排污法蘭，將浮子裝入測量管內(nèi)。注意保證浮子的頂端向上。3）將底部的排污法蘭安裝好。注意做好密封工作。4）磁翻板式液位計在安裝完畢后，需要用磁鋼進行校正，對翻柱導(dǎo)引一次使零位以下顯示紅色，零位

5、以上顯示白色。4. 磁浮子液位計安裝與接線（2）接線方法干簧管式液位計的接線方法：1 端接干簧管的公共端，2 和3 端分別接液位的顯示或水泵電機的通斷控制。 磁翻板式液位計電遠傳型的接線圖。外部直流電源+24V 信號由安全柵的1 和2 端接入液位計；變送器再通過安全柵的4 和3 端輸出4 20mA的直流電流控制信號。如果二次控制儀表需要的是1 5V 的電壓控制信號，可由并聯(lián)的250 歐姆電阻端引出接線。任務(wù)實施利用磁翻板式液位計測量水箱液位活動1（1）將液位計的顯示尺用支架固定在水箱側(cè)面。（2）安裝接線。（3）觀察磁尺指示燈的狀態(tài)，確認液位計正常工作。（4）向水箱內(nèi)注水，觀察不同水位高度時液位

6、計的顯示標尺的變化，并做好記錄。對比水箱刻度，檢查結(jié)果是否正確。任務(wù)二 高壓鍋爐內(nèi)水位監(jiān)測情景引入 大型儲罐的液位用普通的磁浮子液位計是無法測量的，需要使用差壓式液位計或超聲波式液位計等才能測量。從測量原理上講，投入式液位計是壓差式液位計的一種特殊形式。 投入式液位計相當于將壓差式液位計的測量元件直接丟入被測介質(zhì)進行測量。 本任務(wù)介紹壓差式液位計的工作原理，并學(xué)習(xí)用投入式液位計測量水槽箱內(nèi)的液位高度的方法。任務(wù)描述（1）了解壓差式液位計的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（2）能夠安裝和使用投入式液位計（3）可以正確地調(diào)節(jié)投入式液位計的零點和滿位任務(wù)目標相關(guān)知識1. 壓差式液位傳感器的外形及結(jié)構(gòu)雙室平衡容器差

7、壓式液位計投入式一體化液位計（1）雙室平衡容器差壓式液位計的結(jié)構(gòu) 雙室平衡容器壓差式液位計由變送器、上接頭、氣相閥門、液相閥門、管體、下接頭和排污閥門幾部分組成。一般管體的材料是碳鋼。鍋爐汽包液位計是鍋爐的重要附屬設(shè)備。因鍋爐里的水在高溫時汽化，水和汽的損耗較大，要不斷地補充水，使鍋爐里的水位保持一定的高度，水位過低，鍋爐就有爆炸的危險。所以一般鍋爐上都會安裝雙室平衡容器壓差式液位計來檢測水位的變化。鍋爐汽包用的雙室平衡容器壓差式液位計（2）投入式一體化液位計的結(jié)構(gòu) 投入式一體化液位計一般由液位變送器（軟線投入2. 壓差式液位傳感器的工作原理式）、導(dǎo)線和探頭等組成。投入式液位計的探頭構(gòu)造是一個

8、不銹鋼筒芯，底部帶有膜片，并由一個帶孔的塑料外殼罩住。液位測量實際上就是在測探頭上的液體靜壓與實際大氣壓之差，然后再由陶瓷傳感器（附著在不銹鋼薄膜上）和電子元件將該壓差轉(zhuǎn)換成4 20mA輸出信號。投入式一體化液位計2. 壓差式液位傳感器的工作原理 1） 當儲液缸為密封型時壓差、液位高度及零點的移動關(guān)系 P = P1 - P2 = （h1+h2）-0 （h3+h2） = h1 - (0 h3 + 0 h2 - h2) P密封罐內(nèi)液位與指示標尺液位的壓力差。2. 壓差式液位傳感器的工作原理 壓差式液位傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 壓差傳感器實際上是一個差動電容式壓力傳感器。它由動電極感壓膜片、固定電極隔壓膜

9、片等組成。當被測的壓力差加在高壓側(cè)和低壓側(cè)的輸入口時，該壓力差經(jīng)隔液膜片的傳遞作用于感壓膜片上，感壓膜片便產(chǎn)生位移，從而使動電極與固定電極之間的電容量發(fā)生變化。2. 壓差式液位傳感器的工作原理 2）當儲水罐為開放式時采用靜壓測量原理 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力公式為 = .g.H + Po式中， P變送器迎液面所受壓力 通過導(dǎo)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： .g.H ，顯然 , 通過測取壓力 P ，可以得到液位深度。3. 投入式液位計產(chǎn)品選型4. 投入

10、式壓差液位計的使用（1）投入式液位計的安裝密閉容器法蘭安裝 敞開容器側(cè)面安裝 敞開容器頂部安裝4. 投入式壓差液位計的使用（1）投入式液位計的安裝 懸掛安裝 固定支架4. 投入式壓差液位計的使用（2）投入式液位計的接線420mA 輸出引線方式15V 輸出引線方式4. 投入式壓差液位計的使用（3）投入式液位計的調(diào)節(jié) 投入式液位計的調(diào)節(jié)主要是液位的“零位”和“滿位”與輸出電信號偏差過大時進行的。將電流表連接在液位計變送器的電流輸出端子上 在無壓力的情況下， 調(diào)整變送器上的“ 零位” 電位器， 使電流輸出為4mA 加滿量程壓力，調(diào)整變送器的“滿位”電位器，使電流輸出為20mA 反復(fù)多次調(diào)整，最終使液

11、位計的“零位”和“滿位”調(diào)整到標準值任務(wù)實施使用投入式液位計測量液位高度活動操作步驟:1）用懸掛式安裝法將液位計安裝在水箱上部。2）將液位計的引出線與萬用表連接。3）向水箱內(nèi)注水，調(diào)整液位計的零滿水位值。使零水位時萬用表電壓為4mA ；滿水位時萬用表電壓為20mA。任務(wù)三 河水水位監(jiān)測情景引入 河水中間有一棟房子，小男孩非常想進去看看，可是卻不知道河水有多深。我們已經(jīng)學(xué)過了儲水罐、電熱水箱液位高度的測量方法。面對寬廣的河面，有沒有什么辦法可以測量出水位的深度呢？ 本任務(wù)介紹超聲波液位傳感器的工作原理，以及利用超聲波液位計測量水位的方法。任務(wù)描述（1）了解超聲波傳感器的外形和基本結(jié)構(gòu)、工作原理。

12、（2）了解超聲波液位計正確安裝和接線的方法。任務(wù)目標相關(guān)知識 超聲波液位傳感器是一種非接觸式的測量儀器。測量過程中不會受到液體流動、壓力、溫度等因素影響，所以被廣泛用于石油化工、水利水電、環(huán)境檢測等眾多領(lǐng)域內(nèi)的液位測量。使用時需配合監(jiān)控儀表。 典型的壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu)主要由壓電晶片、吸收塊( 阻尼塊)、保護膜等組成。壓電晶片多為圓板形，超聲波頻率與其厚度成反比。壓電晶片的兩面鍍有銀層，作為導(dǎo)電的極板，底面接地，上面接至引出線。為了避免傳感器與被測件直接接觸而磨損壓電晶片，在壓電晶片下粘合一層保護膜。吸收塊的作用是降低壓電晶片的機械品質(zhì)因數(shù)，吸收超聲波的能量。1. 超聲波液位計的結(jié)構(gòu) 在液罐

13、上方安裝空氣傳導(dǎo)型超聲發(fā)射器和接收器，根據(jù)超聲波的往返時間，就可測得液體的液面。 超聲波從發(fā)射到液面，又從液面反射回換能器的距離為：式中：s超聲波傳感器距離液面的距離。 已知傳感器距液面的距離，則液位的高度可得知：2. 超聲波液位傳感器的工作原理3. 超聲波液位傳感器的選型原則選型案例：現(xiàn)有一總量程5 米的密閉式液位罐，現(xiàn)場獨立24V 供電，需用螺紋連接，液位信號引入到控制室。請根據(jù)已知條件選用合適的超聲波液位計型號。3. 超聲波液位傳感器的選型原則1）液位測量時的最大量為液位量程的50%。2）反射面情況不確定或反射能力較弱時，應(yīng)選擇量程大些的變送器。3）存在較高濃度的粉塵、蒸汽或揮發(fā)性氣體時

14、，應(yīng)選擇量程較大的變送器。4）應(yīng)用在有易燃易爆等危險氣體的場合時應(yīng)選擇安全型的產(chǎn)品。4. 超聲波液位計的使用（1）超聲波液位計的安裝立管式安裝法蘭安裝支架式安裝4. 超聲波液位計的使用（2）安裝注意事項正確的安裝方式錯誤的安裝方式4. 超聲波液位計的使用安裝位置對比效果4. 超聲波液位計的使用（3）超聲波液位計的接線NZ 200Y2)NZ200Y4NZ200Y4型液位計接線表任務(wù)實施利用超聲波液位計測量水箱內(nèi)的液位高度活動操作步驟：1）用支架式的安裝方式將超聲波液位計安裝在水箱正上方。2）將液位計的引出線與萬用表連接。3）用不透明的物體分別放置在水位的零位和滿位，調(diào)整液位計的零水位和滿水位值。

15、使零水位時萬用表電壓為4mA ；滿水位時萬用表電壓為20mA。4）向水箱內(nèi)慢慢注水，觀察電流表的讀數(shù)并做好記錄。任務(wù)三 河水水位監(jiān)測情景引入 河水中間有一棟房子，小男孩非常想進去看看，可是卻不知道河水有多深。我們已經(jīng)學(xué)過了儲水罐、電熱水箱液位高度的測量方法。面對寬廣的河面，有沒有什么辦法可以測量出水位的深度呢？ 本任務(wù)介紹超聲波液位傳感器的工作原理，以及利用超聲波液位計測量水位的方法。任務(wù)描述（1）了解超聲波傳感器的外形和基本結(jié)構(gòu)、工作原理。（2）了解超聲波液位計正確安裝和接線的方法。任務(wù)目標相關(guān)知識 超聲波液位傳感器是一種非接觸式的測量儀器。測量過程中不會受到液體流動、壓力、溫度等因素影響，

16、所以被廣泛用于石油化工、水利水電、環(huán)境檢測等眾多領(lǐng)域內(nèi)的液位測量。使用時需配合監(jiān)控儀表。 典型的壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu)主要由壓電晶片、吸收塊( 阻尼塊)、保護膜等組成。壓電晶片多為圓板形，超聲波頻率與其厚度成反比。壓電晶片的兩面鍍有銀層，作為導(dǎo)電的極板，底面接地，上面接至引出線。為了避免傳感器與被測件直接接觸而磨損壓電晶片，在壓電晶片下粘合一層保護膜。吸收塊的作用是降低壓電晶片的機械品質(zhì)因數(shù)，吸收超聲波的能量。1. 超聲波液位計的結(jié)構(gòu) 在液罐上方安裝空氣傳導(dǎo)型超聲發(fā)射器和接收器，根據(jù)超聲波的往返時間，就可測得液體的液面。 超聲波從發(fā)射到液面，又從液面反射回換能器的距離為：式中：s超聲波傳感器距

17、離液面的距離。 已知傳感器距液面的距離，則液位的高度可得知：2. 超聲波液位傳感器的工作原理3. 超聲波液位傳感器的選型原則選型案例：現(xiàn)有一總量程5 米的密閉式液位罐，現(xiàn)場獨立24V 供電，需用螺紋連接，液位信號引入到控制室。請根據(jù)已知條件選用合適的超聲波液位計型號。3. 超聲波液位傳感器的選型原則1）液位測量時的最大量為液位量程的50%。2）反射面情況不確定或反射能力較弱時，應(yīng)選擇量程大些的變送器。3）存在較高濃度的粉塵、蒸汽或揮發(fā)性氣體時，應(yīng)選擇量程較大的變送器。4）應(yīng)用在有易燃易爆等危險氣體的場合時應(yīng)選擇安全型的產(chǎn)品。4. 超聲波液位計的使用（1）超聲波液位計的安裝立管式安裝法蘭安裝支架

18、式安裝4. 超聲波液位計的使用（2）安裝注意事項正確的安裝方式錯誤的安裝方式4. 超聲波液位計的使用安裝位置對比效果4. 超聲波液位計的使用（3）超聲波液位計的接線NZ 200Y2)NZ200Y4NZ200Y4型液位計接線表任務(wù)實施利用超聲波液位計測量水箱內(nèi)的液位高度活動操作步驟：1）用支架式的安裝方式將超聲波液位計安裝在水箱正上方。2）將液位計的引出線與萬用表連接。3）用不透明的物體分別放置在水位的零位和滿位，調(diào)整液位計的零水位和滿水位值。使零水位時萬用表電壓為4mA ；滿水位時萬用表電壓為20mA。4）向水箱內(nèi)慢慢注水，觀察電流表的讀數(shù)并做好記錄。任務(wù)四 全自動洗衣機的水位測量情景引入 隨

19、著科學(xué)的不斷發(fā)展，洗衣機已經(jīng)進入到每個家庭，全自動洗衣機更是現(xiàn)代家庭中不可缺少的幫手。全自動洗衣機的水位控制裝置類似于一個壓力開關(guān)。當用戶設(shè)定好一個壓力值以后，注水后產(chǎn)生水壓，達到壓力值后就自動通電，起到了開關(guān)的作用。 所以學(xué)會這種傳感器的工作原理，可以對其進行簡單的維修，能給我們的生活帶來很大的便利。 本任務(wù)將介紹壓力液位傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并進行洗衣機水位傳感器的故障排查。任務(wù)描述（1） 了解壓力液位傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理（2） 可以正確拆卸和恢復(fù)洗衣機的水位傳感器任務(wù)目標相關(guān)知識 洗衣機水位傳感器分為電子式和開關(guān)式兩種, 它們都是通過水位上升時所產(chǎn)生的空氣壓力通過導(dǎo)管傳遞到傳感器內(nèi)，

20、促使電子元件參數(shù)改變或推動觸點開關(guān)接通，洗衣機內(nèi)的智能芯片通過判斷這個信號來得知水位的高低。夏普洗衣機水位傳感器小鴨洗衣機水位傳感器LG 洗衣機水位傳感器海爾滾筒洗衣機水位傳感器相關(guān)知識1. 洗衣機水位傳感器的外形及結(jié)構(gòu)開關(guān)式洗衣機水位傳感器結(jié)構(gòu)電子式洗衣機水位傳感器結(jié)構(gòu) 洗衣機外桶有一個氣室，水位改變時，改變氣室內(nèi)部的壓力大小，這個氣室是通過一個塑料管子和水位傳感器連接起來的。當向盛水桶內(nèi)注水時，隨著水位的升高，儲氣室的空氣被壓縮，并由塑料軟管將壓力傳至水位傳感器。隨著氣壓逐漸升高，用壓力推動氣囊連桿，連桿再帶動傳感器內(nèi)部的機構(gòu)動作，產(chǎn)生一個開關(guān)信號或連續(xù)的振蕩信號，控制電路板檢測到信號值后控制進水口的接通與斷開。2. 洗衣機水位傳感器的工作原理 開關(guān)式水位傳感器是利用洗衣桶內(nèi)水位高低潮產(chǎn)生的壓力來控制觸點開關(guān)的通斷。 當向盛水桶內(nèi)注水時，隨著水位的升高，儲氣室的空氣被壓縮。隨著氣壓逐漸升高，水位傳感器內(nèi)的膜片產(chǎn)生變形，推