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一种新型液位传感器及变送器的设计

设计方案 DESIGN SOLUTIONS 自控与测量 一种新型液位传感器及变送器的设计 河海大学电气工程学院 徐群 王树勇 淮安市水利局设计院 崔军 无锡市水利局设计院 唐文英 摘 要:本文介绍利用干簧管阵列,通过类似键盘扫描方式检测干簧管接点位置,开发的一种集LCD显示、RS- 485通信及4~20mA输出于一体的廉价、小量程液位传感器。 关键词:液位传感器;干簧管;AD421 引言 对于诸如农田灌溉、环境监测、污水处理等公益性 在石油化工、水利水电、农田灌溉、环境监测以及 部门,除测量精度、可靠性、可维护、易安装等技术性能 自来水厂、污水处理厂等众多领域,液位(水位)是一个 要求外,价格也是直接影响传感器选用的重要因素之一。 重要的技术参数。目前常用的液位传感器有:旋转编码浮 为此,我们研制了一种基于磁浮子接点式小量程(≤ 子式传感器(机械式和光电式)、非接触式超声波传感器、 150cm)就地显示、并具有RS-485通信接口和4~20mA输 压力式传感器、磁浮子接点式传感器(连续式和液位开关 出的廉价液位传感器。 式)等。其分辨率从毫米级到厘米级不等,测量范围从几 十厘米到几十米。除磁浮子接点式传感器外,其余传感器 传感器组成及原理 均比较适合测量范围较宽的应用场合。一般压力式和超 传感器主要由以1cm间隔均匀分布的干簧管阵列、 声波传感器均带有变送部分,即将液位信号转换成标准 全密封不锈钢防护管、球型磁浮子、检测电路、变送电路 电流信号(4~20mA)。旋转编码浮子式传感器分为机械式 及LCD显示器等组成。其基本原理是检测干簧管阵列中 和光电式两种,光电式又分为绝对型和增量型。这类传感 某一个或几个干簧管触点闭合状态来表示球型磁浮子位 器输出通常为并行二进制码、串行二进制码和脉冲信号。 置,即液面位置(如图1)。一般的检测方法是采用电阻分 除智能型一体化传感器外(压力式或超声波),一般没有 压方式(如图2),其输出电压Vo是第i个闭合干簧管的 就地显示和数字通信功能,其基本性能指标如表1所示。 分压值。这种测量方法需精确稳定的电源Ve和分压电阻 表1几种不同类型液位传感器的比较 2002.8.B 65 设计方案 DESIGN SOLUTIONS 的交叉点上的干簧管为 闭合状态,由此就确定 了浮子的位置,即液面 位置。由于任一干簧管 的位置是唯一确定,故 对应于任一干簧管的液 位也就唯一确定了。 变送器电路采用美 国AD公司的高性能数

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