Датчики уровня жидкости емкостные: принцип действия, схема подключения, расчёт.

Емкостной датчик: принцип работы, разновидности, схема

Емкостной датчик, как его определяет Большая Советская Энциклопедия, — измерительный преобразователь, позволяющий неэлектрические величины перевести в значения электрической емкости. Например, такие как давление, уровень жидкости, механическое усилие, влажность, и прочие. Изменения  емкости оказываются пропорциональны колебаниям измеряемой величины, и это соответствие позволяет отследить ее поведение.

Как работает такой измеритель

По сути дела, подобный сенсор представляет собой конденсатор. На определении его характеристики базируется работа измерителя и контроль параметров. Поэтому вполне к месту будет вспомнить о том, что такое конденсатор.

Про конденсатор, его характеристики

Как известно, емкость конденсатора определяется формулой

С=Ɛ×Ɛ0×S/d

Где:

• Ɛ0 — диэлектрическая постоянная;
• Ɛ — относительная диэлектрическая проницаемость среды между пластинами;
• d — зазор между обкладками;
• S — площадь обкладок.

В этой формуле три переменные величины — диэлектрическая проницаемость Ɛ, площадь S обкладок конденсатора и зазор между обкладками d. Изменение любой из них приведет к изменению емкости, а отслеживание колебаний позволит контролировать характеристики среды или другого параметра.

Принцип работы емкостного измерителя

Самое простое техническое решение — включить измерительный сенсор во времязадающую цепь генератора. Не вдаваясь в тонкости схемотехники, можно сказать, что принцип работы любого емкостного датчика тем или иным образом связан с изменением параметров генератора. Это происходит из-за колебаний емкости конденсатора, что приводит к генерации им колебаний другой частоты.

Таким образом, отслеживая ее значение на выходе измерителя, можно оценивать  изменения контролируемого параметра. Конечно, в каждом конкретном случае схемотехническое решение может быть разным. Во многом оно будет зависеть от параметра конденсатора, на который оказывается воздействие со стороны внешней среды.

Это может быть изменение зазора между обкладками конденсатора из-за их сближения или удаления. Или при заполнении резервуара другой средой, например водой, изменится значение диэлектрической проницаемости. Или обкладки конденсатора после внешних воздействий будут располагаться друг относительно друга по-разному.

Любое подобное воздействие вызовет изменение значения емкости конденсатора, а значит, повлияет на работу схемы. Например, емкостные датчики уровня контролируют степень заполнения резервуара или бункера. Зная зависимость между уровнем жидкости и емкостью конденсатора, можно определить, насколько заполнен бак.

Хотя надо отметить, что могут применяться и другие способы обработки сигналов датчика. Их достаточно много, выбор того или иного зависит от конкретных условий. Современный уровень развития электроники позволяет получать обработанный сигнал в виде цифрового кода.

Еще один метод измерения емкости — использование аналого-цифровых преобразователей. Микроконтроллеры вполне могут справиться подобной задачей. В этом случае значительно упрощается измерительная часть приборов на их основе.

Какие бывают датчики

Все измерители на основе ёмкостного сенсора можно разделить на:

• одноемкостные;
• двухемкостные.

Необходимо отметить, что конструктивно емкостные датчики могут быть:

• плоскими;
• цилиндрическими;
• поворотными.

Сфера применения любых из них достаточно обширна. Как пример, по функциональному назначению их можно использовать в роли:

• измерителей уровня;
• приборов контроля углового перемещения;
• датчиков перемещения;
• инклинометров;
• датчиков давления.

Этими примерами далеко не исчерпываются варианты применения емкостных измерителей. Ниже будут рассмотрены и другие возможности, предоставляемые этими приборами.

Одноемкостные датчики

Это самые простые сенсоры. По сути, они являются обычными конденсаторами переменной емкости, изменения которой отслеживаются специальной схемой. Ёмкостные измерители подобного типа подвержены сильному влиянию со стороны внешней среды. Лучше всего на их основе реализовывать различные бесконтактные варианты контроля, например приближения посторонних лиц к охраняемой зоне или движения в ней.

Как выглядят на практике подобные конденсаторы, можно понять из приведенных ниже рисунков.

Двухемкостные датчики

Позволяют уменьшить влияние внешней среды. Ёмкостный сенсор подобного типа отличается большей точностью измерения из-за того, что один конденсатор служит в качестве эталонного. Это позволяет компенсировать стороннее влияние. Двухемкостные датчики бывают дифференциальными и полудифференциальными. Схематически примеры построения подобных приборов показаны ниже.

Другой способ повысить чувствительность емкостного измерителя — использовать мостовую схему включения.

Датчики уровня

Емкостные датчики уровня — устройства, позволяющие контролировать уровень жидкого или сыпучего вещества в баке или бункере. Конечно, конструктивное исполнение вариантов измерителей для различных веществ будет разным, но принцип останется неизменным.

Фактически емкостные датчики уровня подобного типа являются двумя конденсаторами, соединенными между собой параллельно. Только у одного диэлектриком служит воздух, а у другого — жидкость или иное вещество. Таким образом, емкость каждого из них будет разная, она будет меняться и зависеть от степени заполнения бункера (бака).

Приведенный рисунок или схема емкостного датчика отличается простотой построения и универсальностью. Однако, чтобы повысить точность измерения, лучше всего, как минимум, дополнительно контролировать температуру жидкости, от нее зависит значение диэлектрической проницаемости. И в зависимости от температуры в расчетах необходимо будет использовать поправочный коэффициент.

Датчики линейного перемещения

Подобные устройства могут использоваться в самых разных целях, например для:

• контроля начала-окончания рабочего хода исполнительного устройства в автоматических станках;
• позиционирования различных объектов;
• фиксации появления стороннего объекта в системе охраной сигнализации;
• как концевой выключатель.

Датчики подобного типа могут работать на различных принципах. Ниже рассмотрим два варианта их реализации.

• На основе изменения зазора между пластинами конденсатора. В таком варианте воздействие приходится на одну из обкладок, она под приложенным усилием может смещаться, что вызывает изменение емкости конденсатора, пропорциональное воздействию.
• В представленном ниже варианте работа датчика основана на изменении диэлектрической проницаемости диэлектрика между обкладками.

Датчики углового перемещения

По своей сути подобные сенсоры похожи на датчики линейного перемещения, и чаще всего для этих целей используют приборы с изменяемой площадью. Одна из обкладок конденсатора прикреплена к валу объекта, а другая остается неподвижной. Изменение степени перекрытия пластин вызывает колебания емкости.

Для повышения точности измерения чаше всего используют многосекционные преобразователи.

Инклинометр

Принцип работы такого устройства схож с тем, как работает емкостный датчик уровня. В специальной капсуле крепится подложка, на которой располагаются два изолированных участка, которые являются одним из выводов конденсатора. Внутри капсула заполнена токопроводящей жидкостью. Она является  другим электродом конденсатора. Его емкость определяется положением прибора по вертикали и не зависит от угла наклона в других направлениях.

Датчик давления

В подобном измерителе давление вызывает изменение расстояния между обкладками конденсатора. Достигается это тем, что между его пластинами располагается эластичная мембрана, на которую и оказывается воздействие. Перегородка в зависимости от давления движется в ту или иную сторону, что приводит к изменению емкости.

Емкостные датчики прикосновения

Рассматривая разнообразные типы сенсоров на основе электрической емкости, нельзя обойти вниманием такое их использования  как датчики прикосновения. Самым наглядным примером подобных приборов служат смартфоны. Реализация датчиков прикосновения может быть достаточно сложной, но она базируется на некоторых простых основополагающих принципах. Работа таких устройств основана:

• на использовании собственной емкости;
• на использовании взаимной емкости.

Далее будет рассмотрен принцип работы датчиков прикосновения на основе собственной емкости.

Датчик на основе собственной емкости

Конденсатор существует  не только в виде отдельного объемного элемента с выводами. Емкостью также обладают два обычных проводника, расположенные параллельно. Исходя из этого, можно получить конденсатор, основываясь на электропроводных слоях, разделенных каким-либо диэлектриком. Такой конденсатор может быть получен на основе печатной платы.

Он представлен на рисунке ниже (в двух проекциях — сверху и сбоку). Мы видим обособленный участок (сенсорная кнопка), отделенный от общего слоя меди. А так как остальные участки соединены с землей, то сенсорная площадка может быть представлена как конденсатор между ней и землей.

Емкость такого конденсатора будет мала, порядка 10 пФ. Но для различных устройств ее значение не принципиально. При контроле зачастую важна не емкость, а ее изменение. Именно на это рассчитаны те схемы, которые обрабатывают состояние сенсорной кнопки.

Как изменить состояние кнопки

Самое простое, что можно сделать, — прикоснуться пальцем. Надо сразу отметить, что никакой опасности для человека такое касание не представляет. Обычно все платы покрываются лаком, так что прямого контакта с токопроводящими элементами не произойдет. Тем не менее, изменения состояния конденсатора будут. Это возможно по двум причинам:

• из-за диэлектрической проницаемости человеческого тела;
• из-за собственной проводимости

Тело обладает собственной диэлектрической проницаемостью

Вследствие того, что диэлектрическая проницаемость тела отличается от диэлектрической проницаемости воздуха, который служит изолятором в первоначальный момент, то емкость конденсатора изменится. Здесь расчет простой — диэлектрическая проницаемость воздуха 1, а воды — 80 (человеческое тело по большей части состоит из воды). Значит, емкость сенсорной кнопки увеличится.

Для этого изменения даже не надо ее касаться. Как показали исследования ученых, порой достаточно просто поднести палец к контакту.

Тело обладает собственной проводимостью

Это давно установленный факт.

И хотя выше говорилось, что касание не несет опасности для человека, тем не менее, оно вносит свою лепту в изменение состояния сенсорной кнопки. Упрощенно можно считать, что емкость пальца подключена параллельно емкости сенсорной кнопки. Поэтому общая емкость системы, как и в предыдущем случае, увеличится. А значит, оба рассмотренных механизма (изменение диэлектрической проницаемости и собственная проводимость человеческого тела) приводят к увеличению емкости.

Использование емкостных датчиков прикосновения

Подобные сенсоры нашли широкое применение не так давно, хотя в повседневной жизни они встречаются повсеместно. Можно ожидать, что благодаря им использование механических переключателей и кнопок будет минимизировано. Самое главное — такая технология позволяет определить момент касания, а уж современная  электроника его обработает без каких либо проблем.

Датчики присутствия

Другим, не менее важным и востребованным вариантом применения датчиков на основе емкости является их использование для обнаружения кого- или чего-либо в зоне контроля. Самый простой пример — включение освещения на лестничной площадке. Хотя этим далеко не исчерпываются возможности таких измерителей. Не менее востребовано применение таких сенсоров в системах охранной сигнализации. Или подсчета количества штучной продукции.

Как это работает

Выше уже отмечалось, что человеческое тело обладает определенной диэлектрической проницаемостью и проводимостью.

На рисунке представлено схематическое изображение такой системы. Имеются два электрода, подключенные к измерителю. Каждый из них обладает своей емкостью, обозначенной С1. В результате есть определенная  результирующая емкость у всей системы.

При появлении в контролируемой зоне какого-то нового объекта, например человека, у системы образуются две дополнительные емкости:  Са — между электродом  и телом человека, и Сb — между человеком и землей. Результирующая емкость всей системы изменится, и это изменение может быть отслежено схемой контроля.

Еще один способ обнаружения присутствия

В этом случае также используется эффект увеличения емкости при появлении постороннего предмета в зоне контроля. Только в данном случае применяется механизм активного воздействия на контролируемый участок. Для этого используется схема датчика с активным излучателем.

В состав такого измерителя входят генератор сигналов, компаратор и усилитель-преобразователь. При включении схемы в пространстве перед измерителем возникает электрическое поле. Генератор настроен таким образом, чтобы при отсутствии посторонних предметов он не запускался. Достигается это тем, что свободное пространство считается развернутым конденсатором с диэлектрической проницаемостью равной 1. Значение емкости получается недостаточным для запуска генератора.

При появлении каких-либо материалов, объектов, людей перед измерителем диэлектрическая проницаемость среды изменяется (увеличивается), также растет емкость конденсатора. Это приводит к запуску генератора. Амплитуда колебаний будет зависеть от расстояния до предмета, его материала и диэлектрической проницаемости.

При достижении амплитуды колебаний определенной величины, срабатывает компаратор и выдает сигнал на усилитель. Посторонний предмет обнаружен.

Данная схема может применяться не только в системах охранной сигнализации для фиксации вторжения в закрытую зону, но и для других целей. На этом принципе может работать система подсчета количества штучного товара, например, упаковок молока, консервных банок или любых других аналогичных предметов.

Возможные сферы применения датчиков

Рассмотренные емкостные датчики уровня, давления, положения и другие типы подобных изделий, а также особенности конструкции, позволяют сделать вывод об их универсальности. А значит, они могут быть использованы в разных областях промышленности, схемах регулирования и контроля.  В качестве примера можно назвать следующие области народного хозяйства, где могут применяться подобные измерители:

• нефтегазовая промышленность;
• добыча и переработка металлов;
• горнодобывающая промышленность;
• сельское хозяйство, в том числе животноводство и растениеводство;
• деревообрабатывающая промышленность;
• производство напитков и продуктов питания;
• станкостроение и роботизированные комплексы;
• целлюлозно-бумажная промышленность;
• химическая промышленность и другие.

Использование емкостных преобразователей позволяет решить самые различные задачи. Перечислить их все просто нереально, но опять же в качестве примеров можно перечислить такие варианты их использования:

• указание положения жидкости, сыпучих веществ, в том числе продуктов, в трубе или хранилище, контроль их заполнения;
• сигнализация обрыва провода, ленты, иных подобных предметов при намотке;
• подсчет количества штучных изделий;
• контроль натяжения ленты;
• использование в охранных системах для обнаружения несанкционированного вторжения.

Преимущества емкостных датчиков

Среди несомненных достоинств таких сенсоров, где бы они ни применялись, хоть в Москве, хоть в Антарктиде, стоит отметить:

• малый вес, габариты, незначительное потребление электроэнергии;
• отсутствие контактов;
• длительный срок эксплуатации;
• возможность адаптировать датчики к использованию для решения различных задач;
• незначительные усилия для перемещения подвижных частей.
• простоту изготовления, а также применение для этих целей доступных, недорогих материалов;

Недостатки датчиков

Однако для таких измерителей характерны и некоторые недостатки:

• ошибки и погрешности, порой значительные, в процессе измерений;
• необходимость использования преобразователей и измерителей, работающих на высоких частотах;
• экранирование измерительных и высокочастотных цепей;

Заключение

Различные измерители, построенные на емкостных датчиках, широко используются в самых разных отраслях промышленности, отличаются простотой в изготовлении и применении. Имеют длительный срок службы и высокую надежность.

Видео по теме

Хорошая реклама

виды датчиков и модели сигнализаторов уровня жидкости в резервуаре своими руками

Чтобы автоматизировать некоторые производственные процессы, требуется контроль уровня жидкости. Подобные измерения выполняются с применением специальных уровнемеров для емкостей, которые подают сигнал при достижении определенного уровня воды. Существует несколько типов этих приспособлений.

Конструктивные особенности и принцип работы

Конструкция измерителей уровня жидкости в резервуаре определяется такими характеристиками:

1. Функциональностью. По этому параметру все измерительные устройства этого класса классифицируют на уровнемеры и сигнализаторы уровня жидкости. Последние определяют конкретную точку наполненности емкости (максимальную и минимальную), а первые — постоянно контролируют уровень жидкости.
2. Принципом работы. В основу этого параметра заложена акустика, оптика, магнетизм, электропроводность и так далее. От принципа действия устройства зависит область его применения.
3. Методика измерения (бесконтактная или контактная).

Кроме того, конструктивные особенности устройства определяют тип технологической среды. Например, уровнемеры в баках с питьевой водой отличаются от приспособлений, которые предназначены для измерения наполненности резервуаров с промышленными стоками.

Разновидности датчиков

Все уровнемеры классифицируются по принципу их действия. Основные типы измерительных устройств:

1. Поплавковый. Это самый простой вариант измерения уровня воды в баке. Конструкция поплавкового уровнемера включает в себя 2 геркона, магнит и поплавок. Когда уровень жидкости увеличивается, поплавок поднимается до первого геркона, который отключает реле двигателя. Если резервуар опустошается, поплавок опускается до второго геркона, который запускает реле и включает насос, перекачивающий жидкость из скважины. Герконовый датчик предельного уровня жидкости можно сделать своими руками. При этом он будет работать, даже если в резервуаре будет объемный слой пены.
2. Ультразвуковой. Эта разновидность измерительных устройств применяется как для сухой, так и для жидкой среды. Ультразвуковые датчики могут иметь дискретный или аналоговый выход. То есть приспособление может постоянно контролировать уровень воды или ограничивать наполнение емкости при достижении конкретной точки. Такой уровнемер состоит из приемника, УЗ-излучателя и контроллера, отвечающего за обработку сигнала. Сигнализаторы ультразвукового типа являются беспроводными и бесконтактными, поэтому их можно устанавливать даже во взрывоопасных и агрессивных жидкостях.
3. Электродный (кондуктометрический). Такие уровнемеры не подходят для емкостей с дистиллированной водой. Стандартная конструкция оснащена трехуровневым сигнализатором, в котором наполнение резервуара контролирует пара электродов, а третий — предназначен для аварийных ситуаций, для запуска режима активной откачки.
4. Емкостный. С использованием таких уровнемеров можно точно идентифицировать предельное наполнение резервуара. Они подходят как для жидкостей, так и для сыпучих субстанций. Емкостные уровнемеры функционируют по такому же принципу, что и конденсаторы: измерение выполняется между пластинками чувствительного элемента. При достижении пикового значения на контроллер отсылается соответствующий сигнал. Иногда емкостные сигнализаторы работают по принципу «сухого контакта», при котором устройство срабатывает через стенку резервуара. Эти приспособления могут эффективно работать в очень обширном диапазоне температур, на их функционирование не влияет электромагнитное излучение. Такие эксплуатационные свойства расширяют область использования емкостных уровнемеров.
5. Радарный. Эта разновидность сигнализаторов является универсальной, так как она работает с любыми видами технологических сред, включая взрывоопасные и агрессивные жидкости. При этом показания не будут изменяться под воздействием температуры и давления. Прибор излучает радиоволны в определенном частотном диапазоне. Приемник улавливает отраженный радиосигнал и определяет заполненность резервуара, руководствуясь периодом задержки сигнала. На датчик-измеритель не влияет температура и давление. Запыленность технологической среды тоже не сказывается на показаниях. Специалисты отмечают, что радарные приспособления обладают максимальной точностью, так как их погрешность не превышает 1 мм.
6. Гидростатический. Этот тип сигнализатора позволяет измерять как текущее, так и предельное наполнение емкостей. Принцип работы гидростатического устройства базируется на измерении давления столба жидкости. Популярность таких датчиков обусловлена небольшой ценой и достаточной точностью.

Существуют и другие типы устройств, но они обладают специфичным назначением.

Правила выбора

Выбирать уровнемер для резервуаров необходимо с учетом большого количества факторов. Среди них:

• состав воды;
• объем емкости и материал, который был использован для ее изготовления;
• потребность в контроле предельного и минимального уровня жидкости или мониторинг действительного состояния;
• возможность внедрения автоматического управления в систему;
• коммутационные возможности приспособления.

Для выбора бытовых устройств важно учитывать объем емкости, схему управления и принцип срабатывания.

Популярные модели

Современный рынок предлагает много моделей сигнализаторов. Самые популярные из них:

1. ДЕ-1 (датчик емкостный). Чаще всего этот сигнализатор используется в агрессивных средах химической и металлургической промышленности. Он позволяет контролировать температуру и уровень сыпучих и жидких веществ. Нередко используется в установках аварийной защиты.
2. ЭСУ-1 (электронный сигнализатор уровня). Корпус этой модели изготовлен из высококачественной стали и фторопласта. Чаще всего ЭСУ-1 устанавливают во взрывоопасных и агрессивных средах. Источник электропитания находится за пределами технологической среды. Датчик измеряет уровень нефти, спирта и воды. Блок питания выполнен из прочного алюминиевого сплава.
3. РУ-305 (реле уровня). Этот прибор предназначен для контроля состояния жидких сред. Его корпус выполнен из особого материала и может с легкостью выдерживать температуры от -50 до +50 градусов Цельсия. Однако РУ-305 запрещается применять в агрессивных химических средах. Из недостатков этого уровнемера потребители отмечают лишь то, что он работает только в одном положении, без наклона. Измерение уровня осуществляется посредством перемещения магнита с поплавком и срабатывания герконом. Измерения имеют точность не более 5 мм.
4. СУ-100 (сигнализатор уровня). Датчик для измерения уровня сыпучих и жидких веществ. В конструкции СУ-100 присутствует электромагнитное реле.
5. Rosemount 5600. Этот радарный датчик уровня позволяет бесконтактно измерять любую разновидность веществ. Чтобы добиться максимально точных показаний, уровнемер необходимо правильно установить. Точность показаний устройства может ухудшаться из-за воздействия электромагнитного излучения. Корпус обладает взрывозащитной конструкцией и дисплеем, на котором отображается вся необходимая информация. Rosemount 5600 может использоваться для измерения температурных показателей в резервуаре. Чтобы в полной мере оценить возможности этого оборудования, ему необходима квалифицированная настройка с учетом диаметра трубопровода, длины уровнемера и расстояния между уровнем и опорной точкой.

Сложные модели целесообразно приобретать лишь для промышленного применения. Для бытовых целей подходят простейшие варианты уровнемеров.

Загрузка…

Емкостные датчики — сигнализаторы уровня жидкости и сыпучих веществ

Емкостные датчики уровня жидкости и сыпучих материалов

Каталог емкостных сигнализаторов — датчиков уровня Balluff, IFM Electronic, EGE-Elektronik, Pepperl+Fuchs для воды и других жидкостей (в том числе агрессивных), вязких и сыпучих материалов, гранул и т.п. для детектирования граничных значений уровня в различных отраслях промышленности, коммунальном хозяйстве.

дополнительная информация

Бесконтактные датчики уровня жидкости неинвазивные

Бесконтактный контроль уровня жидкости подразумевает отсутствие непосредственного взаимодействия контролируемого материала и самого датчика уровня.

Различают два вида бесконтактного измерения уровня:

• Применение принципов уровнеметрии, которые не требуют физического контакта с материалом – ультразвуковые, радарные, микроволновые, радиоизотопные;
• Неинвазивные бесконтактные датчики уровня – отсутствует не только физический контакт датчика с жидкостью, но и не нарушается целостность сосуда или резервуара, т.е. датчик устанавливается снаружи емкости, контроль происходит через стенку сосуда с жидкостью.

Микроволновые радарные бесконтактные уровнемеры жидкости

Для работы радарных уровнемеров не требуется непосредственный контакт с контролируемой жидкостью, как правило они устанавливаются в крышке емкости или над ней, если материал последней радиопрозрачный.

К тому же микроволновые радарные уровнемеры не восприимчивы к пару, пенообразованию, бурлению. Микроволновое излучение легко проникает через пластик, что позволяет реализовать неинвазивный бесконтактный контроль уровня жидкости.

Ультразвуковые бесконтактные датчики уровня жидкости

Ультразвуковые датчики жидкости и воды также устанавливаются в крышку емкости. В случае применения ультразвука неинвазивное измерение невозможно, так как звуковые волны не проходят сквозь материалы.

Ультразвуковые датчики уровня делят на ультразвуковые сигнализаторы уровня, т.е. сенсоры, контролирующие дискретные изменения (есть/нет), и ультразвуковые уровнемеры (преобразователи уровня), которые формируют электрический или цифровой сигнал пропорциональный изменению уровня жидкости.

Ультразвук капризен, и качество измерений сильно зависит от влажности воздуха, температуры окружающей среды, парообразования, наличия газовых подушек в резервуаре. Пенообразование и бурление делают измерение уровня невозможным.

Бесконтактные неинвазивные датчики уровня жидкости

Существуют обстоятельства, когда контакт с жидкостью невозможен (например, в фармацевтике, пищевом производстве) или нежелателен (жидкость агрессивна, загрязненная), а также когда нельзя вмешиваться в конструкцию резервуара и сверлить в нем какие-то отверстия.

В этом случае решением проблемы будет применение неинвазивного бесконтактного измерения уровня.

Микроволновый сигнализатор уровня

Микроволновое излучение прекрасно проходит сквозь неметаллические материалы, но задерживается жидкостями с диэлектрической постоянной более 3. Это позволяет организовать бесконтактный неинвазивный контроль уровня жидкости с помощью микроволновых сигнализаторов предельного уровня.

Микроволновые сигнализаторы барьерного типа поставляются с четырьмя частотами приема-передачи, чтобы обеспечить установку нескольких барьеров в непосредственной близости друг от друга. К тому же, микроволновое излучение поляризовано, что позволяет устанавливать вплотную два комплекта, работающих на одной частоте, развернув их на 90° относительно друг друга.

Вибрационный неинвазивный сигнализатор уровня

Сенсорная технология построена на методе мониторинга локальных механических свойств резервуара с жидкостью. Датчик воздействует на стенку резервуара и вызывает его вибрацию. Акселерометр является частью датчика и измеряет вибрации, вызванные силой, и передает сигнал на процессор датчика. Алгоритм процессора вычисляет значение вибрации каждый раз, когда датчик выполняет измерение.

Датчик устанавливается снаружи металлических или пластиковых резервуаров для жидкости. Больше не нужно ни монтировать внутри резервуара, ни сверлить отверстия. Датчик имеет встроенную связь Bluetooth для телефонов Android и iOS. Кроме того, датчик имеет два выхода для интеграции, например, в промышленные сети, управляющие реле, сигнальное оборудование или зуммеры.

Блок управления не требуется. Применяется для всех видов жидкостей, таких как пресная вода, топливо, масло, канализационные и сточные воды.

Емкостные бесконтактные датчики уровня жидкости серии KQ10

Емкостной неинвазивный бесконтактный датчик серии KQ10 − это устройство для непрерывного определения уровня жидкостей и масел через стенку непроводящего сосуда. Прибор устанавливается снаружи ёмкости с помощью двухсторонней клейкой ленты без вмешательства в конструкцию резервуара.

Для надежного обнаружения уровня жидкости в проводящем сосуде можно установить датчик на непроводящую байпасную трубу диаметром от 10 мм.

В датчик встроены 3 точечных сигнализатора уровня, которые позволяют контролировать 3 состояния: пустой, заполненный и переполненный резервуар, что уменьшает количество устанавливаемых датчиков и упрощает монтаж.

Накладные неинвазивные емкостные датчики уровня

Накладной емкостный датчик GPLS-25 для контроля уровня через стенку просто и быстро вводится в эксплуатацию за счёт установки с помощью двухстороннего скотча или специальных хомутов. А также благодаря удобной настройке датчика, при которой можно установить режим работы (замыкание/размыкание) и чувствительность.

Накладной датчик отлично подходит для индикации уровня жидкости в стеклянных или пластмассовых указателях уровня ввиде трубки или сосудах цилиндрической формы.

Датчик контроля уровня жидкостей в непроводящих резервуарах

Датчик уровня FLEXI FLD-32 НОВАЯ МЕДУЗА ‒ это неинвазивное бесконтактное устройство для сигнализации уровня жидкости (проводящей и непроводящей) в стеклянном или пластиковом резервуаре.

Прибор имеет гибкий корпус из полиуретанового материала, что позволяет устанавливать его на изогнутых поверхностях (пластиковые контейнеры, канистры, пластиковые ванны, бассейны и т.д.)

Благодаря конструкции датчик уровня НОВАЯ МЕДУЗА можно применять с емкостями без использования дополнительных отверстий, установив устройство снаружи с помощью самоклеящегося слоя и специальной крепежной ленты.

Оптический неинвазивный датчик уровня жидкости

Миниатюрные фотоэлектрические сигнализаторы уровня жидкости BL13-TDT предназначены для установки на прозрачные трубки диаметром от 6 до 13 мм с толщиной стенки не более 1 мм. Материал трубки ФЭП или аналогичной прозрачности. Датчик BL13-TDT сигнализирует наличие или отсутствие жидкости в трубке, на которой он установлен.

Обратитесь к специалистам компании ООО «РусАвтоматизация»
для правильного подбора неинвазивного датчика контроля уровня.

Емкостные уровнемеры для жидкости | Уровнемеры для емкости

Емкостные уровнемеры для жидкости применяются для измерения и сигнализации уровня различных жидких продуктов с помощью емкостного датчика.

Выбрать и купить емкостный уровнемер для жидкости вы можете в интернет-магазине …

Модельный ряд емкостных уровнемеров для жидких продуктов

Производители предлагают различные варианты уровнемеров жидкости емкостного типа с различными техническими характеристиками.

Область применения емкостных уровнемеров жидкости

Емкостные уровнемеры подходят для работы с различными видами жидких продуктов и применяются в различных отраслях промышленности:

• производство жидких пищевых продуктов, напитков, минеральной воды, пива, алкоголя,
• химическая промышленность, включая производство бытовой химии, лакокрасочных материалов,
• производство жидких строительных материалов,
• предприятия добычи воды, системы водоснабжения и отведения в различных производствах,
• сфера жилищно-коммунального хозяйства,
• сельское хозяйство,
• фармацевтическая отрасль и многие другие.

Назначение уровнемеров для жидкости емкостного типа

Емкостные уровнемеры используются, прежде всего, для измерения текущего уровня жидкого продукта в емкости или трубе и сигнализации о полученном результате. Кроме того, уровнемеры помогут в решении других задач:

• непрерывное измерение уровня,
• измерение уровня в особо глубоких емкостях, скважинах, трубопроводах,
• бесконтактный контроль уровня,
• поддержание установленного уровня продукта,
• передача информации на внешнее оборудование и другие.

Преимущества выбора емкостных уровнемеров для жидких веществ

В отличие от других типов измерителей уровня, емкостные уровнемеры или жидких веществ имеют ряд преимуществ:

• подходят для работы с разнообразными видами жидкостей с различными физическими свойствами: электропроводностью, температурой, плотностью,
• отличаются повышенной чувствительностью и быстрым срабатыванием,
• могут работать с опасными и агрессивными веществами,
• работают в широком диапазоне давления в емкости, а также в вакууме,
• применяются для открытых и закрытых резервуаров и емкостей различной глубины,
• имеют простую конструкцию без подвижных элементов,
• отличаются высокой надежностью и долгим сроком службы.

Возможные ограничения при работе с емкостными уровнемерами для жидкости

Емкостные уровнемеры имеют некоторые недостатки в работе:

• не подходят для очень вязких продуктов, для веществ с возможностью кристаллизации или образования пленки на поверхности, жидкостей с осадком, а также для взрывоопасных продуктов,
• при работе с диэлектриками требуют дополнительной изоляции материалов,
• необходима настройка работы под каждый конкретный вид продукта, а также поправка чувствительности при изменении температуры продукта,
• чувствительны к налипанию вещества на зонд.

Принцип работы емкостного уровнемера для жидких продуктов

Емкостный уровнемер состоит из двух основных элементов: емкостного датчика и вторичного преобразователя. Датчик выполнен в виде стержня или кабеля, состоящих из нескольких труб или пластин. Соответственно этому датчик может иметь цилиндрическую или плоскую форму.

Емкостный датчик уровнемера жидких продуктов представляет собой чувствительный электрический конденсатор, фиксирующий любые изменения диэлектрической проницаемости среды. Емкость конденсатора изменяется при соприкосновении с жидкостью и зависит от ее уровня. Исходя из емкости конденсатора, уровнемер определяет текущий уровень жидкого продукта в емкости и с помощью вторичного преобразователя модифицирует полученное значение в выходной сигнал, передаваемый на внешнее оборудование. Некоторые модели емкостных уровнемеров имеют встроенный дисплей или индикатор для отображения полученного результата измерения.

Выбрать и купить емкостной уровнемер для жидкости вы можете в интернет-магазине РусАвтоматизация …

Подбор контактных и бесконтактных уровнемеров непрерывного контроля уровня жидкости

Уровнемеры жидкости предназначены для непрерывного контроля уровня жидкостей. Уровнемеры жидкости называют так же преобразователями уровня жидкости. На выходе уровнемера жидкости формируется либо аналоговый сигнал пропорциональный уровню жидкости, либо цифровой сигнал в формате промышленных коммуникационных сетей. Уровнемеры жидкости могут использовать контактный метод измерения, когда чувствительный элемент уровнемера соприкасается с жидкостью или бесконтактный, тогда прямого контакта частей уровнемера жидкости с измеряемой жидкостью не происходит.

Уровнемеры жидкости контактные

Уровнемеры жидкости бесконтактные

Интерактивный подбор датчика уровня жидкости

Чтобы получить оптимальное решение вашей задачи, заполните опросный лист,
и наши специалисты свяжутся с Вами, чтобы предложить готовый ответ.

Емкостные преобразователи уровня

Емкостные уровнемеры используют тот же принцип работы, что и емкостные сигнализаторы предельного уровня. Активный зонд прибора (трос, стержень, кабель) и проводящая стена емкости (или заземленный второй зонд, или специальная труба, одетая на зонд, если стена емкости сделана из не проводящих материалов) создают пластины конденсатора. Изолятором в этом конденсаторе является либо воздух, либо другой материал в емкости, которые будут являться диэлектриками между платинами простого конденсатора. Когда емкость пустая, тогда начальная емкость конденсатора будет равна С0, при этом диэлектрический коэффициент «ε» для воздуха равен 1. Когда воздух будет вытеснен продуктом с диэлектрической константой выше чем у воздуха, емкость конденсатора изменится, то есть емкость будет меняться с увеличением измеряемого продукта в емкости. Это изменение емкости будет преобразовано прибором в выходной сигнал пропорционально изменению уровня. Показание уровнемера прямо пропорционально изменению уровня продукта и уровня емкости конденсатора. Емкость также зависит от расстояния между пластинами и выполнением условия о параллельности активного зонта и стены емкости или второго зонда. Применение второго зонда необходимо при измерении уровня в емкостях необычной формы, сферических, емкостей с отсутствующими строго вертикальными стенами, даже если стена изготовлена из проводящего материала, со стенками, изготовленными из слабо проводящих или не проводящих материалов.
Диапазон измерения уровня в зависимости от типа применяемого зонда и достигает значения 30 метров. Точность измерения зависит от измеряемого уровня и как правило не хуже ±0,3%. Температура измеряемого продукта до +200ºС (опционально до +800°С). Регулируемое время задержки. Выходные сигналы стандартных протоколов 4 — 20 мА, HART и др.
Выбрать емкостный уровнемер жидкости.

Ультразвуковые преобразователи уровня

Ультразвуковые уровнемеры — бесконтактные датчики уровня непрерывного действия.  Используют явление отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела сред газ — твердое вещество. Электронный блок ультразвукового уровнемера измеряет время прохождения излученного ультразвукового импульса от датчика до границы раздела сред и обратно. Чем больше уровень материала в емкости или силосе, тем меньше время прохождения импульса от датчика до материала и обратно. Так как скорость распространения звука в воздухе составляет 331 м/сек., а измеряемые уровни не превышают 70 метров, поэтому измерение уровня можно проводить ежесекундно. Благодаря этому ультразвуковые датчики осуществляют именно непрерывное измерение, тогда как, лотовым датчикам требуется намного большее время на разматывание и сматывание троса. Основа электронного блока — микропроцессорное устройство, которое позволяет запрограммировать отключение датчика на время периодического прохождения механизма, например лопасти мешалки. Ультразвуковые датчики изготавливаются  в виде моноблока с индикаторным устройством и блоком программирования, либо с отсутствием таковых. В этом случае управление осуществляется через ПК. Выходные сигналы формируются по стандартным протоколам 4 — 20 мА, HART.
Установка вертикально сверху или под небольшим углом в зависимости от профиля измеряемой поверхности. Диапазон измерения уровня до 25 метров. Точность измерения 0,25%. Температура процесса до +90ºС. Взрывобезопасное исполнение.
Примеры применения ультразвуковых уровнемеров для жидкости.
Выбрать ультразвуковой уровнемер жидкости …

Акустические уровнемеры

по принципу действия аналогичны ультразвуковым уровнемерам. Прибор излучает очень мощные акустические волны, которые отражаются от поверхности измеряемого вещества. Отраженный сигнал обрабатывается при помощи специально разработанного программного обеспечения, для того чтобы отфильтровать полезный сигнал и подавить ложное эхо. Метод обработки принятого эхо-сигнала позволяет снизить до минимума потери сигнала. Благодаря применению очень мощного импульса, затухания имеют гораздо меньшее влияние по сравнению с обычными ультразвуковыми приборами. Излучаются более мощные сигналы, соответственно, принимаются тоже более мощные отраженные сигналы. Приемная электроника позволяет распознать и обработать очень слабые эхо-сигналы, также в комбинации с сильными шумовыми помехами. Для обеспечения наиболее возможной точности измерения, измеряемый сигнал компенсируется в зависимости от температуры. Установка вертикально сверху или под небольшим углом в зависимости от профиля измеряемой поверхности. Диапазон измерения уровня до 60 метров. Точность измерения 0,25%. Температура процесса до 150ºС. Взрывобезопасное исполнение.
Выбрать акустический уровнемер …

Гидростатические преобразователи уровня

Гидростатические уровнемеры используют метод измерения основанный на определении гидростатического давления, оказываемого жидкостью на дно резервуара. Величина гидростатического давления на дно резервуара зависит от высоты столба жидкости над измерительным прибором и от плотности жидкости. Принцип действия: преобразование деформации упругого чувствительного элемента под воздействием гидростатического давления в аналоговый токовый сигнал. Гидростатические уровнемеры это фактически преобразователи дифференциального давления, поэтому для работы им необходима связь с атмосферой. Гидростатические уровнемеры применяются для измерения уровня различных жидкостей, начиная от чистой воды до различных паст, в открытых и закрытых резервуарах, бассейнах, колодцах и глубинных скважин. Гидростатические уровнемеры бывают врезного типа (врезаются в днище емкости) и погружного типа (в этом случае параллельно присоединительному кабелю наружу выводится капиллярная трубка для связи с атмосферным давлением). Точность измерения не хуже 0,25%, что при наличии свидетельства о включении в государственный реестр средств измерения позволят применять их для целей коммерческого учета. Температура измеряемого процесса до +125°С.
При монтаже гидростатических уровнемеров необходимо учитывать, что при закачивании материала процесса, струя жидкости может вызывать избыточное давление, что приведет к потере точности, поэтому следует располагать датчики максимально удаленно от зоны турбулентности.
Выбрать гидростатический уровнемер …

Байпасные преобразователи уровня

Байпасные уровнемеры используют специальную отводную трубку байпас — колонку для измерения уровня жидкости размещенную сбоку емкости . Резервуар и байпасная трубка сообщающиеся сосуды, изменение уровня в резервуаре соответствует изменению уровня в байпасной трубке. В самой трубке размещен поляризованный магнит, который плавает на поверхности жидкости. Рядом с трубкой расположен чувствительный элемент магнитно-стрикционного типа, который преобразует изменение расстояния от нижней точки байпаса до магнита в токовый сигнал 4 … 20 мА. Для визуализации уровня на стенках стеклянной трубки размещены специальные пластины, которые под воздействием магнита изменяют свое положение. Каждому положению соответствует свой цвет, поэтому визуально четко видна граница уровня жидкости в байпасе и соответственно в резервуаре. При необходимости байпасные уровнемеры могут дополнительно оборудоваться сигнализаторами предельного уровня. Связь с внешней средой происходит только через магнитное поле, прямой контакт с измеряемой средой отсутствует, что позволяет использовать байпасные преобразователи уровня в пищевой промышленности, молочной промышленности, фармацевтической промышленности и др.
Выбрать байпасный уровнемер …

Микроволновые преобразователи уровня

Микроволновые радарные уровнемеры — универсальные приборы непрерывного измерения уровня, по принципу работы аналогичны ультразвуковым уровнемерам, так же используют принцип отражения волн от границы раздела сред. Отличие заключается в том, что ультразвуковые датчики уровня работают в диапазоне излучения 5 … 50 кГц, а микроволновые радарные датчики используют частоты 6 … 95 ГГц. Значение частоты излучения радарного уровнемера необходимо учитывать при выборе приборов для измерения уровня жидкостей с малыми значениями диэлектрической проницаемости. Чем меньше ε — тем выше должна быть частота. Так для измерения уровня нефтепродуктов следует использовать радарные уровнемеры с максимальной частотой. Радарный датчик уровня построен по принципу радиолокатора, что позволяет минимизировать влияние паразитных помех и помех, связанных с неровностью измеряемой поверхности. Так же как и ультразвуковые уровнемеры не имеют контакта с измеряемым объектом, но в отличие от ультразвуковых датчиков,  обладают намного меньшей чувствительностью к влиянию температуры и давления в рабочей емкости, а так же их изменению. Радарные уровнемеры обладают большей устойчивостью к таким негативным для других приборов явлениям, как запыленность, пенообразование, испарения с измеряемой поверхности. Важной характеристикой влияющей на уровень измерения и точность, является размер и тип применяемой антенны. Различают рупорные, стержневые, трубчатые, параболические и планарные антенны. Чем больше размер антенны, тем более мощный и узконаправленный сигнал она формирует, соответственно обеспечивается максимальная дальность и максимальная разрешающая способность микроволнового радарного уровнемера.
Точность измерения уровня ±1мм., что позволяет использовать микроволновые радарные уровнемеры для целей коммерческого учета. Температура процесса до +250ºС. Диапазон измерения уровня до 50 метров. Диэлектрическая постоянная измеряемого вещества должна быть более 1,6. Клейкие вещества могут вызывать отказы.
Выбрать микроволновый радарный уровнемер …

Магнитострикционные преобразователи уровня

Магнитострикционные уровнемеры состоят из поплавка со встроенным магнитом и направляющей, внутри которой располагается волновод, помещенный в катушку по который через определенные промежутки времени протекают импульсы тока. При перемещении импульса возникает радиальное магнитное поле вокруг волновода. При пересечении с магнитным полем постоянного магнита расположенного в поплавке, возникает, пластическая деформация магнитострикционного волновода, которая является высокодинамичным процессом, вследствие скорости токового импульса. Из-за этого возникает ультразвуковая торсионная волна, которая распространяется от места возникновения в оба конца волновода, однако в одном из концов она полностью гасится и, таким образом, помехи и искажения сигнала исключаются. Детектирование и обработка торсионного импульса происходит на другом конце волновода в специальном преобразователе. Точное определение позиции получается измерением времени между стартом токового импульса и времени возникновения ответного электрического сигнала, которое определяется в преобразователе торсионных импульсов при детектировании ультразвуковой волны. Этот электрический сигнал обрабатывается электроникой датчика, электроника анализирует время распространения торсионных волн и формирует пропорциональный токовый сигнал, либо сигнал соответствующего протокола. Направляющая может быть жесткой или гибкой, последний вариант наиболее предпочтительнее для измерения большого диапазона уровня, так как значительно упрощает транспортировку прибора до места установки.
Выбрать магнитно-стрикционный уровнемер …

Магнитные преобразователи уровня

Магнитные уровнемеры сходны по конструкции с магнитными сигнализаторами предельного уровня. Постоянный магнит, смонтированный в поплавке расположенном на направляющей, вызывает срабатывание магниточувствительных контактов расположенных в направляющей. При срабатывании контакты включают последовательно расположенные резисторы, таким образом, при перемещении поплавка общее сопротивление резистивного модуля внутри направляющей непрерывно изменяется с дискретностью соответствующей разрешающей способности уровнемера. Магнитные уровнемеры вследствие простоты физического принципа измерения, не нуждаются в сколь-нибудь значительном техническом обслуживании, не требуют регулировки, просты в монтаже и экономически привлекательны. Ограничения по применению обусловлены в первую очередь плотностью измеряемой жидкости и размером поплавка.
Выбрать магнитный поплавковый уровнемер …

Емкостные датчики уровня. Примеры применения.

Емкостные сигнализаторы предельного уровня сыпучих веществ UWT Level Control Capanivo CN 4000

CN 4020 датчик подпора в трубе загрузки силоса

• Мельница применяет датчик подпора в трубе загрузки силоса, который заполняется зерном. 

CN 4020 в торфе для цветов и садовых растений

• Фирма по производству торфа для цветов и садовых растений использует надежный датчик верхнего уровня Capanivo CN 4020 для промежуточного бункера. 

CN 4020 в сухих строительных смесях

• Фирма наполняет мешки с готовым продуктом при помощи револьверного упаковочного аппарата, в котором с помощью зонда датчика CN 4020 регистрируется верхний уровень.

Емкостно-частотные сигнализаторы уровня CleverLevel

Применение CleverLevel в производстве вина

• На заводе по производству вина применяют датчики уровня CleverLevel LBFS для контроля работы насоса в трубопроводе. В режиме самообучения датчик настраивается на работу с налипшим сырьем и регистрирует полное погружение в среду.

Защита насоса от сухого хода при производстве сливок

• Применение датчиков уровня CleverLevel LBFS для отключения питания насоса при опустошении трубопровода в условиях образования отложений, что исключает выход насоса из строя по причине сухого хода.

Контроль образования затора сахара

• В хлебопекарном производстве применяется датчик уровня CleverLevel LBFS для регистрации потока сахара, проходящего по трубопроводу.

Контроль уровня смол

• Компания – производитель эпоксидных смол и компонентов применяет датчики уровня CleverLevel LBFS для контроля уровня сред с повышенной вязкостью и склонностью к налипанию.

Контроль уровня сухого топлива

• Датчики уровня CleverLevel LBFS применяются для надежной сигнализации опустошения в бункере хранения топлива топочного котла. Датчики срабатывают на гранулы и солому в условиях налипающей пыли.

Поддержание уровня панировки

• В расходном бункере панировки применяются датчики уровня CleverLevel LBFS в удлиненном исполнении 82 мм для выноса чувствительной части датчика от стенки. Возникновение аварийной ситуации исключено.

Защита насоса от сухого хода при производстве кисломолочных продуктов

• На производстве кисломолочных продуктов применяется датчик уровня CleverLevel LFFS. Датчик настроен на границу раздела сред пена/молочный продукт таким образом, что пену не воспринимает как жидкость и надежно даёт сигнал на отключение насоса при опустошении емкости.

Контроль уровня дрожжей

• В пивоваренном производстве при хранении дрожжей образуется пена разной степени интенсивности и периодически возникает перелив. Для исключения перелива на емкости хранения дрожжей были установлены датчики CleverLevel LFFS, настроенные на легкую консистенцию пены.

Контроль уровня молока

• Для оптимального заполнения молочного танка предприятие применяет емкостно-частотные сигнализаторы уровня CleverLevel LFFS, настроенные на срабатывание только на жидкость и не реагирующие на пену.

Контроль уровня пены при производстве мороженого

• При производстве мороженого в емкости с мешалкой для контроя уровня густого вспененного продукта используется датчик уровня CleverLevel LFFS. Датчик настроен в режиме самообучения на продукт в условиях налипания среды и безошибочно регистрирует превышение требуемого уровня.

Измерение уровня жидкости с использованием емкостно-цифровых преобразователей

Введение

Такие процедуры, как инфузия и переливание, требуют контроля точного количества жидкости, поэтому им нужен точный и простой в реализации метод определения уровня жидкости. В этой статье описываются 24-битные емкостно-цифровые преобразователи и методы измерения уровня, которые обеспечивают высокоэффективное емкостное определение уровня жидкости.

Основы измерения емкости

Емкость — это способность тела накапливать электрический заряд.Емкость C равна

.
где Q — это заряд конденсатора, а В, — напряжение на конденсаторе.

В конденсаторе, показанном на рисунке 1, две параллельные металлические пластины площадью A разделены расстоянием d. Емкость, C , равна

, где

• C — емкость в фарадах
• A — площадь перекрытия двух пластин = a × b
• d — расстояние между двумя пластинами
• ε _R — относительная статическая диэлектрическая проницаемость
• ε _O — диэлектрическая проницаемость свободного пространства (ε _O ≈ 8.854 × 10 ⁻¹² Ф м ⁻¹ )

Рисунок 1. Емкость двух параллельных пластин.

Емкостно-цифровой преобразователь (CDC)

Одноканальные преобразователи емкости Σ-Δ с высоким разрешением AD7745 и двухканальные AD7746 измеряют емкости, подключенные непосредственно к их входам. Обладая изначально высоким разрешением (эффективное разрешение 21 бит и отсутствие пропущенных кодов при 24 битах), высокой линейностью (± 0,01%) и высокой точностью (± 4 фФ калибровка на заводе), они идеально подходят для измерения уровней, положения, давления и другие физические параметры.

Функционально полная, они объединяют мультиплексор, источник возбуждения, включенного конденсатора ЦАП для емкостных вводов, датчик температуры, опорное напряжение, часы генератора, контроля и калибровки логика, двутавровой ² C-совместимый последовательный интерфейс, и сердечник высокоточного преобразователя, который включает Σ-Δ модулятор балансировки заряда второго порядка и цифровой фильтр третьего порядка. Преобразователь работает как CDC для емкостных входов и как ADC для входов напряжения.

Измеренная емкость C _x подключается между источником возбуждения и входом Σ-Δ модулятора.Прямоугольный сигнал возбуждения применяется к C _x во время преобразования. Модулятор непрерывно измеряет заряд, проходящий через C _x , и преобразует его в поток нулей и единиц. Цифровой фильтр обрабатывает выходной сигнал модулятора для определения емкости, которая представлена ​​плотностью единиц. Выходной сигнал фильтра масштабируется с помощью калибровочных коэффициентов. Затем внешний хост может прочитать окончательный результат через последовательный интерфейс.

Четыре конфигурации, показанные на рис. 2, демонстрируют, как CDC определяет емкость в несимметричных, дифференциальных, заземленных и плавающих датчиках.

Рис. 2. Конфигурации для несимметричных, дифференциальных, заземленных и плавающих датчиков.

Емкостные методы определения уровня

Простым методом контроля уровня жидкости является погружение конденсатора с параллельными пластинами в жидкость, как показано на рисунке 3. По мере изменения уровня жидкости количество диэлектрического материала между пластинами изменяется, что также вызывает изменение емкости. Вторая пара емкостных датчиков (обозначенная как C ₂ ) используется в качестве эталона.

Рисунок 3. Емкостное определение уровня.

Так как ε R (Вода) >> ε R (Воздух), емкость датчика может быть приблизительно определена емкостью погруженной части. Таким образом, уровень жидкости можно рассчитать как C ₁ / C ₂ :

где

• Уровень — длина погруженного в жидкость
• Ссылка длина опорного датчика

Аппаратное обеспечение емкостной системы измерения уровня

24-разрядный AD7746 с двумя каналами измерения емкости идеально подходит для приложений измерения уровня.На рисунке 4 показана блок-схема системы. Емкости датчика и эталона преобразуются в цифровую форму, и данные передаются через порт I ² C на главный компьютер или микроконтроллер.

Рисунок 4. Емкостная система измерения уровня.

Дизайн печатной платы имеет решающее значение для точных измерений. На рисунке 5 показана плата датчика и соединение CDC. Для обеспечения точности AD7746 устанавливается на верхней поверхности печатной платы как можно ближе к двум металлическим пластинам внутри 4-слойной печатной платы.Заземляющий слой находится на задней стороне печатной платы. В приложении используются оба входных канала. Плата датчика показана на рисунке 6.

Рисунок 5. Плата датчика и соединение CDC. Рисунок 6. Изображение верхней и нижней печатной платы.

Плата датчика сконструирована с использованием двух копланарных металлических пластин вместо двух параллельных пластин. В случае параллельных пластин на печатной плате диэлектрик состоит из материала печатной платы, воздуха и жидкости. Напротив, внутренний копланарный слой не должен напрямую контактировать с жидкостью.Для копланарных пластин приблизительная емкость на длину дорожки составляет

где

• d — расстояние между серединами двух параллельных дорожек
• л длина гусеницы
• w — ширина каждой дорожки (при условии, что они одинаковые)
• т толщина гусеницы
• Эффективный ε R определяется отношением d к h ( h — толщина печатной платы)
• Для д / ч >> 1; ε _{R (эфф)} ≈ 1
• Для д / ч ≈ 1; ε _{R (эфф)} = (1 + ε _R ) / 2

Из этого уравнения измеренная емкость пропорциональна длине погружения в воду, так как приблизительная емкость на длину дорожки для компланарного датчика остается постоянной.Выполнение калибровки системы с помощью программного обеспечения LabVIEW ^® может помочь достичь более высокой точности.

Программное обеспечение LabVIEW

Программа LabVIEW, запущенная на ПК, получает данные из CDC через последовательный интерфейс I ² C. На рисунке 7 показан графический интерфейс пользователя (GUI) на мониторе ПК. Когда система демонстрации уровня жидкости включена, отображаются данные об уровне в реальном времени, температура окружающей среды и напряжение питания.

Рисунок 7. Системный графический интерфейс, отображаемый на мониторе ПК.

Уровень жидкости определяется как

Программа LabVIEW включает базовую калибровку и расширенную калибровку для достижения более точных измерений. Сухая (базовая) калибровка используется для определения C _1DRY и C _2DRY . Усиление и смещение могут быть получены из калибровки 0 «и 4», поскольку каждая калибровка определяет одно уравнение с двумя неизвестными первого порядка. Эталонный конденсатор должен быть погружен в жидкость во время калибровки и измерений.

Вывод

Эта статья представляет собой введение в демонстрационную систему емкостного измерения уровня жидкости.

Ссылки

Оценочный комплект AD7746

Техническая документация оценочной платы AD7746

Цзя, Нин. «Технология преобразователей емкости в цифровой формат ADI в медицинских приложениях» Analog Dialogue , Volume 46, Number 2, 2012.

Скарлетт, Джим.«Емкостный цифровой преобразователь упрощает измерение уровня в диагностических системах» Analog Dialogue , Volume 48, Number 2, 2014.

Уокер, Чарльз С. Анализ емкости, индуктивности и перекрестных помех , Artech House, 1990, ISBN: 978-08^927.

.

Работа с жидкостями медицинская Емкостная жидкость Рычаг уровня воды Датчик сопла с иглой PCS0902 pneumonia detectionp | |

Общее описание

PCS09xx — это программируемый контроллер емкостного датчика с высокими эксплуатационными характеристиками и простым и гибким интерфейсом. Контроллеры серии могут определять емкость, которая изменяется ниже 1 пФ, и могут преобразовывать результаты испытаний в выходной уровень IO и интуитивно понятную светодиодную индикацию. Контроллер PCS09xx предоставляет простой и удобный набор команд управления, которые могут быть подключены к управляющему хосту через шину CAN (или RS485, или RS232) и напрямую считывать измеренные значения.Он подходит для различных медицинских целей, защиты окружающей среды, обнаружения уровня реагентов для лабораторных приборов, обнаружения уровня контейнера и других сценариев применения.

Особенность

• Два канала обнаружения емкостных датчиков
• Граница цифрового выхода уровня может быть настроена
• Светодиодная индикация результата
• Диапазон обнаружения емкости: 0 ~ 2,5 нФ
• Точность емкостного обнаружения: 10fF
• Микросекундная сверхбыстрая скорость отклика
• Использование технологии активного экранирования для повышения надежности обнаружения
• Схема адаптивного низкочастотного возбуждения для сверхнизкого электромагнитного излучения
• Позолоченные экранированные разъемы для превосходной защиты от помех
• 16 мм x 56 мм x 7.6мм. Небольшой объем, простота установки
• Определяемое пользователем программирование и возможность настройки автономной автоматической работы
• Процедуры управления и базовые драйверы на основе VC ++

Расположение порта терминала

Подключение питания J1

Описание:

VCC ： Напряжение питания 5 ~ 12В.

GND ： Заземление напряжения питания.

Сигнальное соединение J2

Описание:

CANH / CANL ： Интерфейс связи CAN.

TR ： Выходной контакт сигнала запуска (3,3 В), который может быть настроен как триггер высокого или низкого уровня.

Интерфейс измерения J3

Интерфейс второго канала измерения емкости с использованием коаксиального разъема HRS U.FL-R-SMT-1. Экранирующий слой интерфейса соединителя подвешен как можно ближе к электроду или игле с реагентом. Линия сердечника соединена с положительным электродом измерительного электрода.

Интерфейс измерения J4

Интерфейс первого канала измерения емкости с использованием HRS U.Коаксиальный разъем FL-R-SMT-1. Экранирующий слой интерфейса соединителя подвешен как можно ближе к электроду или игле с реагентом. Линия сердечника соединена с положительным электродом измерительного электрода.

Типичное применение

Контроллер PCS09xx использует коаксиальный кабель для соединения с пластиной конденсатора, подлежащей измерению. Существует несколько типичных режимов подключения двухслойного датчика уровня металла, которые можно выбрать и установить с помощью программного обеспечения PUSICAN, как показано ниже.

Односторонний рисунок 1

В этом шаблоне выбирается первый канал обнаружения. Экранирующий слой J4 соединяет внешний металл зонда, а провод с сердечником J4 соединяет внутренний слой зонда. Из-за активный сигнал на экранирующем экранирующий слое J4, наружные металлическая зонды должны быть изолированы от опорного кадра земли и мощностей земли.

Односторонний узор 2

В этом шаблоне выбран второй канал обнаружения.Аналогичен режиму подключения несимметричной схемы 1.

Односторонний узор 3

Когда объем флакона с реагентом или тестируемой жидкости очень мал, для повышения точности обнаружения можно использовать способ подключения, показанный на следующем рисунке. Жильный провод кабеля J4 подсоединяется к зонду, а слой экрана подвешивается. Жила кабеля J3 подсоединяется к металлической пластине или металлическому контейнеру.Этот шаблон также можно использовать для измерения значения емкости электронных компонентов на обоих концах.

Дифференциальная картина

Если емкость связи стойки для оборудования очень велика или уровень жидкости в контейнере необходимо измерять бесконтактно, можно использовать дифференциальную диаграмму. Жильный провод кабеля J3 подключается к одному боковому электроду, а стержневой провод кабеля J4 подключается к электроду с другой стороны.Если электроды с обеих сторон изготовлены из двух слоев металла, а внешние слои соединены с экранирующим слоем коаксиального кабеля соответственно, точность обнаружения будет значительно улучшена.

Конфигурация триггера

Контроллер PCS09xx поддерживает выход уровня срабатывания емкости, а порог срабатывания можно настроить с помощью программного обеспечения для отладки PUSICAN. Когда измеренная емкость достигает порогового значения, загорается соответствующий светодиодный индикатор, и выходной порт TR выводит соответствующий уровень.

Калибровка емкости

Для повышения стабильности и точности обнаружения используется технология цифровой обработки сигналов для управления контуром измерения. Как показано на рисунке ниже, внешняя среда системы (температура, влажность) и режим подключения оказывают значительное влияние на опорную емкость системы.

Встроенный алгоритм управления PCS09xx гарантирует, что линейность измерения, как показано на рисунке ниже, максимально защищена от этих факторов окружающей среды.Однако в зависимости от обстоятельств пользователям может потребоваться компенсировать базовое значение емкости.

При компенсации базовой емкости в конкретной среде с использованием несимметричного шаблона 3 подключите номинальный керамический конденсатор, как показано на рисунке ниже, после чего можно получить значение компенсации, то есть номинальное значение минус значение измерения. Обратите внимание, что типичная погрешность керамической емкости составляет от 10% до 30%.

Калибровка пустой иглы

Когда контроллер PCS09xx и узел датчика уровня установлены, основная емкость, формируемая внешним механизмом, таким как стойка, стабилизируется, и калибровку пустой иглы можно выполнить с помощью инструкции или программного инструмента PUSICAN.PCS09xx получит текущее значение емкости и автоматически вычитает значение емкости в последующем процессе измерения.

Автоматический режим отчетности

После включения контроллера PCS09xx он автоматически переходит в режим непрерывного измерения, и индикатор Active на плате мигает. Результаты измерений будут автоматически отправлены через PDO протокола CANOPEN.

Примечание. Версия RS485 / RS232 не имеет функции автоматического отчета из-за ограничений протокола.

Задержка ответа

Для высокоточного лабораторного испытательного оборудования точность определения уровня жидкости, частота ложных тревог и скорость реакции являются тремя важными показателями. Контроллер PCS09xx использует высокоскоростной процессор для выполнения программ управления и алгоритмов фильтрации и сокращает время отклика до микросекунд, обеспечивая точность обнаружения и частоту ложных тревог. Как показано на следующем рисунке. В то же время, чтобы уменьшить антенный эффект, вызванный иглой с реагентом, одним из основных дефектов измерения резонанса индуктивности, и уменьшить электромагнитное излучение, контроллер PCS09xx ограничивает частоту возбуждения до менее 10 кГц.

Способ установки

PCS09xx имеет три монтажных отверстия. Рекомендуется установить три медных опоры M3, как показано на рисунке ниже. Высота медной колонны должна быть более 3 мм, чтобы избежать столкновения между модулем и основанием. Как только контроллер будет надежно заблокирован, можно будет выполнять кабельные соединения. PCS09xx использует пружинный клеммный соединитель. Пользователям не нужно нажимать на клеммы кабелей, а сразу вставлять многожильные провода или одножильные медные провода после снятия изоляции и пайки в соответствующие отверстия.Применимый диапазон диаметров проволоки: # 26 ~ # 22AWG.

При извлечении проволочной головки из разъема вы можете использовать отвертку с узким вырезом или специальный инструмент, предоставленный нами, чтобы вставить ее в отверстие над разъемом и выдавить лист пружины, как показано на рисунке ниже.

Размеры

.Емкостные датчики уровня жидкости

для канализации

Эта серия датчиков давления отличается небольшими размерами, стабильной производительностью и массовым производством. Это пьезоэлектрический датчик давления, применяемый в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, воздушных компрессорах, кондиционерах, испытаниях давления трубопроводов, системе давления жидкости, реле давления , промышленные, водоочистные и гидравлические испытания под давлением. Это работа, поскольку промышленное измерение давления может использоваться в качестве датчика давления топлива двигателя, промышленности давления газа, датчика гидравлического давления, датчика давления масла, датчика давления в водопроводе, датчика давления пара, датчика давления в трубопроводе, датчика давления lpg, датчика давления изготавливаются из нержавеющей стали 316.Чувствительные элементы давления и микросхемы выбраны немецких международных брендов. Продукция имеет сертификаты CE, искробезопасность и взрывозащищенность, поэтому может использоваться в газовой промышленности и промышленности сжиженного нефтяного газа.

Описание продукта

Емкостные датчики уровня жидкости для канализации

Характеристики антикоррозийного датчика уровня PL305

1. Керамический конденсаторный датчик уровня

2.Кабель и корпус из ПТФЭ

3. Может тестировать сильную коррозионную жидкость

4. Сертификат CE

5. Защита от электромагнитных помех

Описание антикоррозийного датчика уровня PL305

Датчик уровня PT305 использует керамическую конденсаторную сенсорную ячейку в качестве Чувствительный элемент, кабель и корпус из материала PTFE, он может тестировать сильные коррозионные жидкости, такие как нефть, металлургия, горючие среды и т. д.
После длительного периода старения датчик уровня PT305 имеет стабильную и надежную работу, он может адаптироваться к суровым условиям на открытом воздухе.

Характеристики антикоррозийного датчика уровня PL305

среда под давлением	Сильные коррозионные жидкости
диапазоны давления	0 ~ 1 м 10 м вод. Ст.
давление перегрузки	Датчик уровня 150% полной шкалы
выходной сигнал	4 ~ 20 мА, 0.4 ~ 4,5 В, 0 ~ 10 В,
точность	0,5% полной шкалы (стандарт)
сопротивление нагрузки	RL = (U-10) / 0,02 (Ом) (Токовый выход 4 ~ 20 мА),> 20 кОм (выход напряжения)
долгосрочная стабильность	0,2% полной шкалы в год
напряжение питания	24 В постоянного тока, 12 В постоянного тока датчик давления уровня
компенсированный диапазон температур	0 ~ 60 ° c датчика уровня
диапазон рабочих температур	0 ~ + 85 ° c датчика уровня
хранение диапазон температур	-40 ~ + 125 ° C
температурный коэффициент нуля	1.5% полной шкалы (макс.)
температурный коэффициент диапазона	1,5% полной шкалы (макс.)
Сопротивление изоляции	100 МОм при 250 В постоянного тока
Подключение давления	вставной тип
Степень защиты	IP68 датчика уровня PL305
материал смачиваемой части и корпуса	PTFE этого датчика уровня
материал мембраны под давлением	керамика PL305
время отклика	1мс

Схема Размеры PL305 антикоррозионное датчик уровня

90 009 Применение антикоррозийного датчика уровня PL305

1.Сильные коррозионные жидкости.
2. Химический эксперимент

3. Измерение уровня жидкости для нефти, металлургии
4. Класс горючей среды

5. Контроль уровня в резервуаре

6. Измерение и контроль уровня морской воды

Информация о компании

Завод нашего датчика давления

Сертификаты датчика давления

000

69

000 . Q: Как долго длится доставка?

— В основном в течение 10 дней

2 . Q: Могу ли я получить образец?

— Конечно, свяжитесь с нашим отделом продаж

3.Q: Каков ваш MOQ?

— 1шт

4.Q: Как насчет гарантийного срока?

.

Емкостной погружной датчик уровня жидкости

Емкостной погружной датчик уровня жидкости

Введение:

Емкостной датчик уровня жидкости использует принцип емкости для измерения диэлектрической проницаемости окружающей среды. Значение емкости линейно изменяется при повышении и понижении уровня жидкости. Благодаря преимуществам высокой точности, высокой стабильности и непрерывной работы, емкостной датчик уровня жидкости широко используется в промышленных предприятиях.

Выставка продуктов

Спецификация

05

Наши услуги

Способ оплаты:

Способ работы:

.Самостоятельная настройка программного и аппаратного обеспечения (авторское свидетельство).

2. Меры контроля качества в каждом звене.

3.Техническая экспертиза.

FAQ

Вопрос и ответ:

1. В: Какой способ оплаты принимает ваша компания?

A: Мы принимаем T / T (банковский перевод), L / C, Western Union и Paypal.

Если вам удобнее какой-либо другой способ оплаты, сообщите нам об этом, сделав пометку при оплате.

2.В: Можете ли вы сделать прямую доставку?

A: Да, мы можем помочь вам отправить товар по любому адресу, который вы хотите. Мы не будем размещать в нем каталог или какой-либо документ с информацией о нашей компании по вашему запросу.

3. Q: Сколько времени на производство?

A: Обычно в наличии или 7 ~ 10 дней в зависимости от количества заказа.

4. В: Вы сказали, что мы можем использовать наш собственный логотип? Каков минимальный заказ, если мы хотим это сделать?

A: Да, 100 шт. MOQ

5.В: Как с вами связаться, ребята?

A: Skype ID: jack-soway

B: Свяжитесь с нами по электронной почте

.