- За WFсенсори
Вимірювання рівня в резервуарі за допомогою датчиків тиску є добре зарекомендував себе, промислово перевіреним методом. Основна ідея проста: виміряти гідростатичний тиск, створюваний стовпом рідини, і перетворити його на висоту. Для резервуарів, відкритих для виходу в атмосферу, вимірюєте нижній тиск безпосередньо; для резервуарів під тиском вимірюєте різницю тиску, щоб усунути ефект газової фази. Вибір правильного датчика, обробка нульової компенсації та компенсації щільності, а також виконання належного калібрування на місці – усе це важливо для надійних показань. Цей опис поєднує практичний інженерний досвід із технічними деталями датчиків, щоб показати, як визначати рівень у баку за допомогою датчиків тиску в баках різних типів, а також основні етапи встановлення та калібрування та те, як сучасні цифрові датчики можуть підвищити продуктивність системи.
Каталог
1 Принцип і основи
Гідростатичний тиск на глибині пропорційний висоті та щільності стовпа рідини. Основне співвідношення між тиском P (манометричним або диференціальним) і рівнем h є h = P / (ρ × g). Це правило є простим, але щоб отримати придатні для використання показники рівня, ви повинні вибрати еталонний метод, зрозуміти характеристики датчика та властивості рідини. Різні датчики відрізняються за точністю, довгостроковим дрейфом і температурною чутливістю: п'єзорезистивний кремнієвий датчик тиску пропонує невеликий розмір, гарну лінійність і економічні переваги; а 24-розрядний цифровий вихідний датчик тиску DSADC дає високу роздільну здатність напряму, полегшуючи роботу сигналу вниз. На практиці ви повинні вирішити, чи вимірювати ви місцевий манометричний тиск чи чистий стовп рідини Диференціальний датчик тиску зчитування — останнє усуває зміни тиску пари у верхній частині та дає більш стабільні оцінки рівня.
гідростатична математика від тиску до рівня
На місці датчики зазвичай розміщують близько до дна резервуара, щоб максимізувати діапазон вимірювань. Якщо датчик зчитує манометричний тиск, ви ділите на щільність і силу тяжіння, щоб отримати рівень. Але зауважте: коли тиск у верхній частині бака не є атмосферним, показання манометра також містять тиск газової фази та потребують корекції. Температура та склад змінюють щільність, тому використання однієї фіксованої щільності може призвести до похибки. На практиці додайте температурну компенсацію або виконайте калібрування за двома точками, щоб математичне співвідношення врахувало неідеальність сайту та стало дієвою процедурою калібрування.
2 Практика вимірювання відкритих резервуарів
Для резервуарів, відкритих для атмосфери, міра проста. Загальні підходи полягають у встановленні датчика біля дна для зчитування статичного тиску або використанні занурювального датчика з чутливим елементом, розміщеним у рідині. Варіант бокового монтажу полегшує обслуговування та заміну; занурення може дати кращу динамічну реакцію в деяких рідинах або структурах. На місці врахуйте сумісність із змоченими матеріалами та захист від корозії. Датчик манометричного тиску типи зазвичай добре працюють тут; при виборі зосередьтеся на довгостроковій стабільності, функціях захисту від забруднення та на тому, чи підтримує датчик обнулення на місці та налаштування діапазону.
примітки щодо занурення та встановлення збоку
Занурення дозволяє уникнути блокування імпульсної лінії, але вимагає більшої герметичності та сумісності з матеріалами. Бічне встановлення з імпульсною лінією спрощує технічне обслуговування, але імпульсна лінія може заповнюватися, забруднитися або кристалізуватися, тому її потрібно очищати або запобігати блокуванню. Який би метод ви не вибрали, переконайтеся, що точка вимірювання та опорний нуль узгоджуються — під час введення в експлуатацію включіть будь-які геометричні зсуви в коригування нульової точки.
3 Диференціальні схеми баків під тиском
У промисловості багато резервуарів містять газ або пар над рідиною. У цьому випадку одне показання манометра включає тиск пари, а показання рівня змінюються зі змінами верхнього тиску. Стандартним виправленням є a Диференціальний датчик тиску розташування: висока сторона до дна резервуара, нижня сторона до верху резервуара (або контрольної камери). Вихід дорівнює лише гідростатичному тиску в стовпі рідини, скасовуючи газову фазу. Це робить Диференціальний датчик тиску пристрої, важливі для вимірювання рівня в резервуарах під тиском. На практиці тримайте імпульсні лінії короткими та нахиленими, щоб уникнути блокування або затримки повітря.
підключення диференціалу та керування джерелами помилок
Коли прокладаєте диференціальну трубку, стежте за цілісністю ущільнення та дренажем. Будь-яка захоплена рідина, повітряна кишеня або теплове розширення в лініях високого або низького боку спотворять показання. Для тривалої надійності вибирайте датчики з металевими ізоляційними діафрагмами або корозійно-стійкою упаковкою, а також додайте контроль конденсації або похилі труби для відведення рідини. Також перевірте лінійність датчика, гістерезис і температурний дрейф під час закупівлі; ці характеристики важливі для постійної точності.
4 Калібрування на місці, компенсація та контроль помилок
Для якісного вимірювання потрібне більше, ніж хороший датчик. По-перше, обробіть зсув нуля: механічні різниці висоти встановлення між датчиком і визначеним вами нулем (дно резервуара) повинні бути компенсовані в приладі, щоб вихід порожнього резервуару був узгодженим нулем (наприклад, 4 мА або 0%). Потім виконайте компенсацію щільності: якщо щільність змінюється залежно від температури або складу, додайте датчик температури та виправте рівень у реальному часі з таблиці залежності щільності від температури. Нарешті, виконайте калібрування діапазону (порожній/повний) під час введення в експлуатацію, щоб забезпечити лінійність і відстежуваність у діапазоні.
практична корекція температури та щільності
Додавання датчика температури дозволяє коригувати густину в реальному часі за встановленою таблицею — це важливо для масел і багатьох хімічних речовин. Для складних сумішей або змінного складу вам може знадобитися злиття з кількома датчиками або періодичне відбирання проб для оновлення моделі щільності. Під час введення в експлуатацію виконайте калібрування за репрезентативними температурами та точками рівня та зареєструйте калібрування у своїх записах активів, щоб подальше обслуговування та перевірки дрейфу були простими.
5 Вибір датчика, інтерфейси та системна інтеграція
Для вибору датчика п'єзорезистивний кремнієвий датчик тиску Сімейство широко використовується в рівнях завдань, оскільки виробництво розвинене, пристрої компактні, а реакція швидка. Якщо вам потрібна висока роздільна здатність і прямий цифровий вихід, виберіть a 24-розрядний цифровий вихідний датчик тиску DSADC з I²C або аналогічною шиною — вони зменшують аналоговий шум і помилку перетворення AD на контролері. Для корозійних або забруднених рідин вибирайте датчики з металевими ізоляційними діафрагмами або сумісними змоченими матеріалами; якщо допустимий прямий контакт рідини, переконайтеся, що матеріал упаковки сумісний.
придатність моделі WF200DPZ
Це сімейство має герметичну конструкцію, сумісну з багатьма рідинами, що робить його придатним для вимірювання рівня масла в баку та корозійних рідин. Його низька потужність (живлення 1,8–3,6 В, дуже низький піковий струм) підходить для портативних або віддалених систем; вбудована температурна компенсація та 24-розрядний цифровий вихідний датчик тиску DSADC забезпечують високу роздільну здатність і зменшують обробку на сервері. Поєднання такого датчика з належним диференціальним з’єднанням забезпечує стабільний і високоточний моніторинг рівня в резервуарах під тиском.
Висновок
Використання тиску для вимірювання рівня є надійним інженерним підходом. Для відкритих резервуарів виміряйте донний статичний тиск; для резервуарів під тиском використовуйте a Диференціальний датчик тиску і додайте компенсацію температури/щільності, щоб отримати надійні результати в більшості промислових умов. Для вибору датчика віддайте перевагу корозійностійкій упаковці, металевим ізоляційним діафрагмам і a 24-розрядний цифровий вихідний датчик тиску DSADC або еквівалент із вбудованою температурною корекцією для усунення помилок системи та обслуговування. Під час інсталяції тримайте імпульсні лінії вільними та правильними, виконайте повне порожнє/повне калібрування та ввімкніть температурну корекцію. Такий підхід дає точні рівні та значно спрощує подальше обслуговування та усунення несправностей.
Наведене вище введення лише дряпає поверхню застосування технології датчиків тиску. Ми продовжимо досліджувати різні типи сенсорних елементів, які використовуються в різних продуктах, як вони працюють, а також їхні переваги та недоліки. Якщо вам потрібна додаткова інформація про те, що тут обговорюється, ви можете переглянути відповідний вміст далі в цьому посібнику. Якщо у вас немає часу, ви також можете клацнути тут, щоб завантажити докладну інформацію про ці посібники Дані датчика тиску повітря PDF.
Для отримання додаткової інформації про інші сенсорні технології, будь ласка Відвідайте нашу сторінку датчиків.