传感器技术与应用第5章液位的检测.pptVIP

* 二、超声波流量计 流量的检测对于实现生产过程中的自动化，提高生产效率，保证产品质量，保障安全生产，促进科学技术的进步，都具有十分重要的意义。流量是指流体在单位时间内通过某一截面的体积数或质量数，分别称为体积流量和质量流量。超声波流量计可以做成非接触式传感器，常用于强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量。 超声波流量计检测原理如图5-31所示。 * 二、超声波流量计 使用频率差法测流量，则可克服温度的影响。频率差法测流量的原理如图5-32所示。 * 思考与练习题 参见教材P123 情境五 液位的检测 【情境描述】 液体液位的检测在工业生产、野外勘测、医疗检查和船舶航行中被广泛地应用，国内外采用的电子化和数字化等自动化检测技术和手段，以提高检测的准确性，随着科技的发展，检测技术更趋向于智能化。 液位的检测有浮体式、电容式、差压式、电极式和超声波法等多种检测方法 * 任务一 储水池的液位检测 ◆ 任务要求 工业生产及生活中经常要用到储水池，在保持储水池水位的自动抽水系统中，通常要用到液位传感器来进行水位的测量，一般采用电容式液位传感器来测量水池液位。 ◆ 知识引入 电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容量的变化来实现对物理量的测量，它实质上是一个具有可变参数的电容器。广泛用于位移、振动、角度、加速度以及压力、差压、液面(料位)、成分含量等方面的测量。具有结构简单、体积小、分辨率高；动态响应好；能在高温、辐射和强振动等恶劣条件下工作；可实现非接触式测量；电容量小，功率小，输出阻抗高，负载能力差，易受外界干扰产生不稳定现象等特点。 * 一、认识电容式传感器 常见的电容式液位传感器如图5-1所示，主要有棒式和缆式两种。电容传感器的结构示意图如图5-2所示 * 一、认识电容式传感器 1．变极距型电容传感器 2．变面积型电容传感器 3．变介电常数型电容传感器 * 二、电容式传感器的使用 电容式传感器具有温度稳定性好(电容值与电极材料无关，本身发热极小)；结构简单、适应性强；动态响应好；可以实现非接触测量、具有平均效应等优点。 (1) 减小环境温度、湿度等变化所产生的影响，保证绝缘材料的绝缘性能。 (2) 消除和减小边缘效应。 (3) 消除和减小寄生电容的影响，防止和减少外界干扰。 (4) 防止和减小外界干扰。 * 二、电容式传感器的使用 1．交流桥式测量电路 2．二极管双T形电路 * 二、电容式传感器的使用 3．脉宽调制电路 4．调频电路 * 二、电容式传感器的使用 5．运算放大器式电路 * ◆ 任务实施 一、电容传感器的选型 在保持储水池水位的自动抽水系统中，通常采用浮标传感器或电极式传感器。浮标传感器的缺点是有活动部件，在冬季易被冻结；电极式传感器虽然没有活动部件，但在冬季也被冰块覆盖。 利用电容式液位传感器，可克服以上缺点，且运行、保养简单。电容式液位传感器利用储水池的金属壁和垂直放入储水池的金属探杆作为电极，传感器的总电容与水池储水的液位有关。 * 二、电容传感器的实际应用 * 二、电容传感器的实际应用 * 三、测量参考电路 * 四、总结调试 * ◆ 能力拓展 一、电磁式流量传感器 1．电磁式流量传感器的工作原理及使用 2．电磁式流速传感器电路 * 二、涡轮式流速传感器 涡轮式流速传感器是利用放在流体中的叶轮的转速进行流量测试的一种传感器。叶轮转速的测量如图5-17所示 * 三、光纤传感器 1．光纤结构 2．光纤传感器的工作原理 * 三、光纤传感器 3．光纤传感器的特点 (1) 抗电磁干扰，电绝缘，耐腐蚀。 (2) 灵敏度高。 (3) 重量轻，体积小，可弯曲。 (4) 测量对象广泛。 (5) 对被测介质影响小。 (6) 便于复用，便于成网。 (7) 成本低。 4．光纤传感器涡轮流量计 * 四、液面传感器制作的液面报警控制电路 VG4620是一种单片式液面报警控制集成电路，双列直插8脚封装，如图5-22所示，使用极为简单。 * 四、液面传感器制作的液面报警控制电路 采用VG4620的液面报警控制电路如图5-23所示。 * 任务二 密闭容器的液位检测 ◆ 任务要求 在工业生产中，经常会使用各种密闭容器储存高温、有毒、易挥发、易燃、易爆、强腐蚀性等液体介质，对这些容器的液位检测必须使用非接触式测量，一般采用超声波液位传感器。 ◆ 知识引入 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界