隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化水平的日益提高, 在石油幾化工、醫(yī)藥、食品、冶金、電廠、礦山、城鎮(zhèn)排供水、水文勘探等領(lǐng)域的許多場(chǎng)合都需要對(duì)水位或液位進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量與控制。為了方便廣大用戶的合理設(shè)計(jì)選型, 以提高液位測(cè)控效率及項(xiàng)目總體經(jīng)濟(jì)效益, 現(xiàn)就結(jié)合我們傳感器有限公司多年來生產(chǎn)經(jīng)營液位傳感器、壓力變送器及控制儀器儀表的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 談一談帶隔離膜片壓阻式變送器的工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選型要求以及在液位( 水位) 測(cè)量中的安裝使用, 維修保養(yǎng)等方面的有關(guān)間題。
 
　　工作原理、
　　結(jié)構(gòu)形式與技術(shù)性能
從國內(nèi)目前的應(yīng)用水平看, 壓阻式液位變送器的應(yīng)用正逐步成為液位測(cè)量的主要手段。這種變送器的基本工作原理相同, 結(jié)構(gòu)形式也無根本性差異, 因此, 為方便起見, 現(xiàn)通過全密封潛入式一體化壓阻液位變送器加以說明。
 
　　1.基本測(cè)量原理
壓阻式液位變送器對(duì)液位的測(cè)量是把與液位深度成正比的液體靜壓力通過變送器感測(cè)并轉(zhuǎn)換成電流( 或電壓) 信號(hào)輸出, 從而建立起輸出電信號(hào)與液體深度的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系, 實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的測(cè)量. 基本測(cè)量原理如圖l所示。

2.結(jié)構(gòu)形式帶隔離膜片壓阻式液位變送器一般由充油芯體( 傳感器部分)、放大電路、不銹鋼殼體、密封元件和通氣電纜等組成( 見圖2 )。其中核心部件— 充油芯體( 見圖3) 是由敏感元件硅片、膜片、金屬殼體和硅油( 充注于膜片與敏感元件硅片之間) 組成.
 

 
 為了避免實(shí)際應(yīng)用中被測(cè)液體長期直接作用于敏感元件對(duì)硅片壽命及性能的影響, 我們的液位變送器選用K E L L E R 公司的充油芯體, 該芯體的敏感元件被安裝在一個(gè)不銹鋼殼體內(nèi), 在敏感元件的前端殼體上焊接一個(gè)與測(cè)量介質(zhì)非常相容的不銹鋼隔離膜片, 在敏感元件與膜片之間進(jìn)行高度抽空,然后充入硅油密封, 這樣, 當(dāng)被測(cè)液體壓力作用于膜片上時(shí), 壓力通過硅油傳遞給敏感元件, 起到隔離、保護(hù)作用。
 
為了保證上述焊接、抽空、充油、密封等重要工藝環(huán)節(jié)的完美可靠, K E L L E R 公司生產(chǎn)的系列10 充油芯體在出廠前均嚴(yán)格進(jìn)行6 h4 的穩(wěn)定性和可靠性試驗(yàn), 以確保每一臺(tái)液位變送器的高質(zhì)量。變送器放大電路一般由供電反向保護(hù)電路、電源電壓反相電路、差分放大電路和恒流源電路四部分組成。液位變送器仍然采用K E L L E R 公司的專用配套放大電路。該電路體小精致, 性能良好, 極方便于液位壓力測(cè)量與信號(hào)轉(zhuǎn)換放大的一體化組裝。殼體材料目前都采用不銹鋼。
 
為了保證被測(cè)液體中的雜質(zhì)對(duì)隔離膜片的沖擊和粘積, 4 26 W 系列液位變送器還專門設(shè)計(jì)配置了正、側(cè)面各有4 個(gè)開孔的不銹鋼殼帽,在較為復(fù)雜的使用環(huán)境條件下起到保護(hù)膜片、過濾介質(zhì)液體的作用, 定時(shí)清洗也十分方便。
 
液位變送器的密封采用氟橡膠或硅橡膠O 一型圈和丁睛橡膠密封套管的“ 雙保險(xiǎn)” 結(jié)構(gòu)。通氣電纜為專用甲7.3m m 或, 7.s m m 聚乙烯防水電纜. 另外,根據(jù)用戶的具體使用要求, 還可配套供給鑄鋁接線盒、指針式現(xiàn)場(chǎng)指示表和數(shù)字式、智能型數(shù)字式控制顯示儀表.
 
　　二、技術(shù)性能指標(biāo)
液位變送器的技術(shù)性能主要取決于充油芯體和轉(zhuǎn)換放大電路的性能和質(zhì)量, 尤其取決于敏感芯體。4 26 W 系列所采用的瑞士K E L L E R 公司的10 系列芯體由于64 h 的出廠例行測(cè)試, 保證了使用過程的穩(wěn)定性和可靠性。從zui主要的性能指標(biāo)— 線性誤差來看, 由于計(jì)算方法的差異, 也會(huì)導(dǎo)致供需雙方的誤會(huì), 而出現(xiàn)用戶使用過程的綜合精度達(dá)不到要求的情況。公司的性能指標(biāo)參數(shù)均根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格測(cè)試檢驗(yàn)標(biāo)定, 都是保證在所給范圍之內(nèi)的。換言之, 每個(gè)變送器都是保證限是條件下的典型參數(shù)值的。公司42 6W 型液位變送器主要技術(shù)性能指標(biāo)見下表。
 

　　
三、幾個(gè)應(yīng)用問題帶隔離膜片壓阻式液位變送器一般都是投入式結(jié)構(gòu), 在液位測(cè)量中變送器全潛于被測(cè)液體。因此, 使用時(shí)*先要解決變送器殼體、密封套管和電纜與介質(zhì)液體的適用性問題。公司的4 26 w 型液位變送器的刁湃鋼殼體、專用防水電纜以及獨(dú)特的“ 雙保險(xiǎn)”密封工藝對(duì)無強(qiáng)腐蝕性液體和部分油類( 機(jī)油、柴油、重油等) 都有很好的耐久性, 在石油、船舶行業(yè)中的應(yīng)用至今已長達(dá)一年半時(shí)間。液位變送器使用時(shí)的安裝可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要附加一些固定裝置以保證其可靠性和測(cè)量準(zhǔn)確性。
 
下面列舉一些用戶在使用4 2 6W 型液位變送器時(shí)的一些安裝方法和經(jīng)驗(yàn)供參考。1.在靜止的水中安裝(如圖4 , 只需要將變送器投入到要測(cè)的水容器的底部) 在電纜線的出口處將電纜線用一扎帶( 或線夾) 固定在容器的某一個(gè)位置, 捆扎時(shí)應(yīng)注意不要將電纜線中的通氣管扎死。在電纜線的出口接頭處可配裝一個(gè)專用的接線盒, 接線盒下有兩個(gè)固定螺絲可把接線盒固定在容器殼上.
 

 
如圖5, 安裝時(shí)將一個(gè)與井深同樣長度內(nèi)徑為甲35 m m 左右的鋼管(在管的不同高度上打上甲3~ , s m m 左右的小孔)連同抽水泵的主管道一體下入井中, 然后把液位變送器下入測(cè)量管內(nèi), 下入時(shí)可在電纜線上附加一根10 號(hào)左右的鐵絲或鋼絲, 以防因電纜過長而長期受力損壞電纜線，電纜線的出口處可用線夾或扎帶固定好。
 

　　3.　在動(dòng)水中安裝如圖6 , 安裝時(shí)將一個(gè)內(nèi)徑為, 35 m m 的鋼管(在管的水流方向反面不同高度上打上若干個(gè)甲3~ 甲sm m 左右的小孔) 固定在要測(cè)量的點(diǎn)上, 然后將變送器下入測(cè)量管內(nèi), 電纜線在管的出口處固定好。由于液位測(cè)量的使用環(huán)境復(fù)雜, 測(cè)量儀器又長期工作于一定壓力的液體中, 潮濕及水分子運(yùn)動(dòng)的侵蝕等惡劣條件因素的影響,要求投入式液位變送器必須使用的充油芯體和放大電路, 確保其密封性能, 才能保證在測(cè)量中有較高的精度和良好的穩(wěn)定性、可靠性。


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