水位传感器原理图:图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了

2021/10/29 22:35 · 传感器知识资讯 ·  · 水位传感器原理图:图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了已关闭评论
摘要:

水位传感器原理图:图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了常用的几种液位传感器的应用及原理熟悉不同液位传感器的工作原理及优缺点,有助于帮助我们选择更合适的液位传感器,下面就是目前常见的液位传感器的检测原理。1激光液位传感器激光液位传感器是一种非接触式高精度液位传感器它的性能非常好。它与超声波液位传

水位传感器原理图:图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了

常用的几种液位传感器的应用及原理
熟悉不同液位传感器的工作原理及优缺点,有助于帮助我们选择更合适的液位传感器,下面就是目前常见的液位传感器的检测原理。
1激光液位传感器
激光液位传感器是一种非接触式高精度液位传感器它的性能非常好。它与超声波液位传感器的工作原理很相近,只是把超声波换成光波。激光束很细,即使液位表面极其粗糙,它也能正常工作,激光式液位传感器可以接收的范围非常广,一般激光式液位传感器采用近红外光。它是通过利用半透射反射镜处理由光流发射出的激光。一部分作为基准参考信号输入时间变送器,另一部分通过半透射反射镜的激光经过光学系统处理成为一定宽度的平行光束照射在物体面上。反射波到达传感器接收部再转换成电信号。因为从照射到接受的时间很短,所以利用取样电路扩大成毫微秒数量级,便于信号处理,进行时间的测量。利用微机进行数据处理,变为数字显示液位值的模拟输出信号,再利用软件检测信号的可靠件,如果测定系统出现故障则报警。这种传感器适用于湖泊、河道、水库、明渠、潮汐、城市水文水位等监测领域。
2雷达液位传感器
雷达液位传感器,具备和激光测量原理同样的优势,并且不受测量介质的影响,受外部环境影响较小,无需重复校准,但测量的高度一般在6米以内,特别适用于带加热蒸汽的大型容器的罐内测量,如渣油、沥青等监测领域。
3超声波液位传感器
超声波液位传感器,原理是监测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度,安装简单,灵活性较高,但容易受到超声波传播能量损耗的影响,不适用于吸波环境,如泡沫、粉尘、蒸汽等监测领域。
4静压式液位传感器
静压式液位传感器,测量原理是通过在底部安装压力传感器得到压力值。计算转换为液位高度,优点是不收液面高度的影响,但是高度越高,要求的液位传感器精度也越高,长时间使用或者更换液体时需要进行校准。广泛应用于城市的给排水、污水处理、水库、河道、海洋等监测领域。
5浮球式液位传感器
浮球式液位传感器,通过浮球的升降来测量液位的变化,为机械式检测,重复精度较差,不适合粘稠性或含杂质的液体,容易造成浮球堵塞。浮球式液位传感器的应用范围比较广且经济实用,常用于集水坑、消防水池、污水处理等监测领域,不适用食品卫生行业的监测领域。
6音叉振动液位开关
音叉振动液位开关,广泛应用在工业控制系统中,适用于几乎所有液体监测领域。例如,工厂冷却液罐和润滑剂罐等液位连续监控。其原理为:当液体或者散料填充两个振动叉时,共振频率改变时,依靠检测频率改变而发出开关信号。输出为开关量,不能测量连续高度。还有就是光电折射式测量,通过传感器内部发出光源,光源通过透明树脂全反射至传感器接受器,但遇到液面时,部分光线将折射至液体,从而传感器检测全反射回来光量值的减少来监控液面。光电折射式仅适用与透明液体的液位测量。
水位传感器原理图:图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了  第1张

水位传感器原理图:太阳能热水器水位传感器工作原理图解

太阳能热水器水位传感器工作原理图解
?1、导电式探测原理
导电式水位传感器的原理就是利用水的导电性来探测水面的高度,如图7-1-3,在图中的水位情况下,0极(公共极)与1、2、3是导通的,与4是不导通的,因此控制系统就可以判断水面在3、4之间。

图7-1-3导电式探测水位原理图
实际使用中的家用太阳能导电式传感器的结构如图7-1-8。
2、浮子式探测原理
浮子式的原理就是通过不同高度的干簧管通断的情况来探测水面的高度的。干簧管是一种电子元件,当它遇到强烈的磁场时,内部的开关闭合,电流从干簧管两端流过,给出位置和温度的信号。如图7-1-4所示。

图7-1-4浮子式水位传感器原理图
实际使用的浮子详图如图7-1-9。
3、通用的控制方法
太阳能热水器经十几年的的发展,已经形成一个被国内同行普遍认可的控制模式和控制电阻参数,这方面的控制器已经可以互用和替代,其数量已经占新安装产品的80%以上,为此本书将以介绍通用控制方法为主。不管是导电式还是浮子式,目前太阳能热水器水位控制普遍采用开关控制法,利用开关接通和断开所造成的电阻的串联(并联)产生的不同电阻值来传递水位信号,让控制器判断水位,水位一般分为4档。传感器导电的原理有水导电(利用水的导电特性)和干簧管导电两种,实际上就是四个开关的开和关的状态。原理如图7-1-5。

图7-1-5水位传感器电路原理图
解说:当水位在1格以下时,所有开关都处于开的状态,1、2端输出的电阻值R1+R2+R3+R4=60K很大,控制仪显示水位为一格20%以下。当水位到达1格时,开关K1由于水的导电作用(或者干簧管在磁铁的作用下)导通,电阻R1被短路,端口1、2的电阻值为R2+R3+R4=30K,控制仪显示水位为20%;当水位到达2格时,开关K2导通,电阻R2也被短接,端口1、2的电阻值为R3+R4=20K,控制仪显示水位为50%;当水位到达3格时,开关K3导通,电阻R3也被短接,端口1、2的电阻值为R4=10K,控制仪显示水位为80%;当水位到达4格时,开关K4导通,电阻R4也被短接,端口1、2的电阻值接近为0。控制仪显示水位已满。水位低于1格时,控制仪输出12V的电压,启动电磁阀等打开进水,水位高于4格时,控制仪关闭电磁阀等停止进水。
温度控制原理
1、温度传感器采用热敏电阻,目前统一的标准是Rt=10Kω的NTC(负温度系数)电阻,B值在3800左右,精度在3%左右即可。温度传感探头一般是和水位传感器装在一起,一般放在水位传感器的中间部位,它表示太阳能水箱中间部分的温度。也有一些温度传感器是单独做成单一配件的,比如部分浮子式传感器。图7-1-6是温度传感器的温度曲线。图7-1-7是一种常用的温度传感器的外形。

图7-1-6温度传感器 图7-1-710Kω热敏电阻的温度曲线
三、太阳能热水器常用的水位水温传感器
要正确使用和灵活安装太阳能热水器,就必须充分了解太阳能热水器传感器的原理和结构。
1、导电式水位水温传感器(探头):在传感器中间还带有温度探头,目前50%以上的太阳能热水器的传感器是采用导电式传感器,优点是成本低,安装简便;最大的缺点是受水的质量影响大,易结垢,水质好的地方可以用一年以上,最好的使用5年都见过;差的只有几十天,最短的只有两个星期。一般情况下,寿命在一年左右。虽然导电式传感器有致命的缺点,但由于成本低、安装简便,目前还是使用最广泛的太阳能的水位温度器件。其结构如图7-1-8。

图7-1-8导电式水位水温传感器结构图
传感器的探头是由热缩套管和不锈钢管做成的,里面安装由4个电阻和一个热敏电阻Rt组成的电子电路(实际为等效电路),其水位原理如图7-1-5,温度原理如图7-1-7,安装方法见第四章的图4-1-8。
2、浮子式水位控制传感器(探头):这种传感器的水位和温度是分开的。安装如第四章图4-1-9,有一个浮子和四个浮子之分,一般采用4个浮子的为多,浮子式方案中,采用浮子和温度探头分开的安装方式,这样各自在不同的位置进行探测,比较准确,浮子又与水箱分离,利用同水位原理探测水位,传感器的环境温度比太阳能水箱内的温度低,这样延长了传感器的寿命。这种传感器一般做成可以拆卸的,如果浮子脏了,或是结垢了,可以拆下来清洗,还可以反复使用,这样可以达到在太阳能有效的生命期内不用更换水位传感器的目的。温度探头另外安装,可以安装在热水出水口附近,温度显示比较准确。根据实践得出的结论,温度传感器的故障率很小,一般在5%以下,寿命在10年以上。浮子式方案的缺点是成本比较高,安装比较复杂。所以目前用的不多。但随着人们对太阳能热水器可靠性的要求提高,浮子式的使用量可能会增加。
浮子式传感器的电子线路原理图同导电式的原理图7-1-5,结构图如图7-1-9。

图7-1-9浮子式水位传感器和温度传感器
传感器上有4个浮子,带有磁铁的浮子浮在水面上,当水位上升时浮子跟着上升,当它浮到干簧管附近时,被浮子上挡圈挡住,传感器内部相应干簧管导通,送出水位信号给控制系统,告知水面的位置。实际中家用太阳能浮子式传感器的浮子是4个的,主要考虑的是实际使用中断电时的状况和浮子浮动范围不能太大。传感器内部的电子原理与导电式一样,不再赘述。温度探头就是一个热敏电阻Rt,安装在一边封死的探头体内,温度传感器的故障率很低,一般不超过2%,只要探头体不漏水,寿命可达10年以上。
3、硅胶导电式水位传感器(探头):硅胶水位传感器是利用硅胶的的导电特性制作的(如图7-1-10),它也是利用水的导电的原理来探测水位的,由于采用了硅胶作为导电体,可以有效地减缓传感器表面的结垢,延长传感器的寿命,它的电子线路原理同以上两种传感器。但部分产品阻值有所不同(如比华丽公司的产品,引线只有2根,设计更为先进,但也一定程度上限制了它使用的灵活性)。由于其成本低、安装简便,目前也是使用较多的太阳能水位温度传感器件。其缺点是无法克服水中泥土的附着,对泥沙较多的水质较容易失效。在温度传感方面,由于硅胶的导热性差,所以温度显示起伏大,不能准确的显示水箱的当前温度。另外,由于太阳能水箱的温度高低变化大,高的时候达100℃,低的时候仅在10℃以下,而硅胶的膨胀系数和金属导线的膨胀系数不一致,导电硅胶体与导线容易产生脱离,出现导电不良的现象,在温差大的太阳能水箱里,硅胶体老化变质加快,它的寿命也是比较短的。

图7-1-10硅胶传感器
4、电子线路探测方案:目前,国内已经自然形成了较为统一的电子线路探测方案,为各种控制仪的传感器的互换创造了好的条件。

水位传感器原理图:水位传感器的原理图

容器内的水位传感器,将感受到的水位信号传送到控制器,控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较,得出偏差,然后根据偏差的性质,向给水电动阀发出"开"和"关"的指令,保证容器达到设定水位。
进水程序完成后,温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出"开"的指令,于是系统开始对容器内的水进行加热。
到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源,系统进入保温状态。程序编制过程中,确保系统在没有达到安全水位的情况下,控制热源的电动调节阀不开阀,从而避免了热量的损失与事故的发生。
扩展资料:
水位传感器的应用:
广泛用于水厂、炼油厂、化工厂、玻璃厂、污水处理厂、高楼供水系统、水库、河道、海洋等对供水池、配水池、水处理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及对各种液体静态、动态液位的测量和控制。
水位传感器耐高温:
传感器要长期工作在热水器水箱之中,因为真空管的得热量大,传给热水器水箱很多热量,使水箱温度能长时间达到100度左右,短时间能达到130度,甚至150度,这就对传感器带来了耐高温问题。
从太阳能界用的第一个水温水位传感器一直到近期,传感器的材料在耐高温方面一直存在缺陷,在长期的空晒过程中、在长期的水煮过程中、在长期的汽蒸过程中,不管是电子器件还是其他的传感器材料都很容易老化、损坏。?
参考资料来源:百度百科——水位传感器

水位传感器定义:能将被测点水位参量实时地转变为相应电量信号的仪器。
工作原理:容器内的水位传感器,将感受到的水位信号传送到控制器,控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较,得出偏差,然后根据偏差的性质,向给水电动阀发出"开""关"的指令,保证容器达到设定水位。进水程序完成后,温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出"开"的指令,于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源,系统进入保温状态。程序编制过程中,确保系统在没有达到安全水位的情况下,控制热源的电动调节阀不开阀,从而避免了热量的损失与事故的发生。
广泛用于水厂、炼油厂、化工厂、玻璃厂、污水处理厂、高楼供水系统、水库、河道、海洋等对供水池、配水池、水处理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及对各种液体静态、动态液位的测量和控制。

全自动洗衣机水位压力传感器内部结构与工作原理

水位传感器有挺多种的,举个例子,能点的光电式水位传感器的原理图如下,它是通过感应液位的变化,发出不同的信号,从而进行检测提醒。无水高电平,有水低电平。
——能点科技
水位传感器原理图:图解液位传感器的应用和原理,这回终于搞明白了  第2张

水位传感器原理图:液体水位测量传感器(原理图、用户手册、Arduino和STM32 demo程序等)

液体水位测量传感器原理:
该模块主要是利用三极管的电流放大原理,当液位高度使三极管的基 极与电源正极导通的时候,在三极管的基极和发射极之间就会产生一定大小 的电流,此时在三极管的集电极和发射极之间就会产生一个一定放大倍数的电流,该电流经过发射极的电阻产生电压供 AD 转换器采集。
产品参数:
工作电压:2.0V ~ 5.0V检测深度:48mm产品尺寸:19.0mm * 63.0mm固定孔尺寸:2.0mm
接口说明:(以接入MCU为例)
VCC:接2.0V ~ 5.0VGND:接GNDAOUT:接MCU.IO (模拟量输出)
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