TURCK的levelprox系列傳感器應用工業(yè)中的液位檢測
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TURCK的levelprox系列傳感器使用了高頻超聲波來(lái)實(shí)現這種檢測。全新的T50型傳感器具有兩種工作模式，以滿(mǎn)足更廣泛的應用需求。
當今的工業(yè)領(lǐng)域里液位檢測對許多自動(dòng)控制方案來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要。對于傳感器的選擇，與其應用方式一樣多種多樣。選擇正確傳感器的關(guān)鍵就是考慮其與被測介質(zhì)的相互關(guān)系。大多數液位控制傳感器需要與被測介質(zhì)相接觸。這類(lèi)產(chǎn)品包括浮子式開(kāi)關(guān)、電極和音叉式液位傳感器。然而，在一些工業(yè)場(chǎng)合，傳感器與被測介質(zhì)直接接觸是不容許的，例如食品和制藥行業(yè)。為了達到苛刻的衛生性標準，傳感器必須被完全的密封在一個(gè)容器內。此外與介質(zhì)接觸的所有部分也會(huì )遇到相同的問(wèn)題，如容器內壁的材料和其表面光潔度。這類(lèi)傳感器也會(huì )受到攪拌器的影響。而且與介質(zhì)接相接觸的液位傳感器在維修和保養時(shí)也會(huì )遇到麻煩。當需要替換傳感器時(shí)，容器不得不被打開(kāi)，因而導致生產(chǎn)中斷。
利用空氣作為傳輸介質(zhì)，從液體正上方來(lái)檢測液位的超聲波傳感器，雖然不需要與被測液體相接觸，但是其超聲換能器仍需安裝于容器內部。因而這類(lèi)裝置的材料也同那些接觸式檢測設備一樣很難滿(mǎn)足食品行業(yè)的要求。
電容式傳感器能夠透過(guò)容器壁來(lái)檢測液位。然而食品行業(yè)所經(jīng)常使用的不銹鋼容器，卻不能夠被電容式傳感器的電場(chǎng)所穿透。
用于食品和制藥行業(yè)最理想的液位檢測裝置應當能夠透過(guò)不銹鋼容器的外壁來(lái)檢測內部的介質(zhì)。此外，它還應當能被容易地安裝于容器外壁，具有易維護和可靠的性能。TURCK的"levelprox"系列產(chǎn)品，則提供了一種能夠滿(mǎn)足以上所有需求的、簡(jiǎn)便可靠的液位檢測方案。特有的雙工作模式，使其應用范圍更加廣闊。
工作原理
使用超聲波透過(guò)容器外壁來(lái)檢測液位有多種方式。但是所有的技術(shù)都是基于高頻超聲脈沖，此脈沖通過(guò)耦合膠耦合于容器外壁。 在反射模式下，傳感器所安裝的容器壁的反射回波會(huì )被檢測和計算。
這個(gè)脈沖會(huì )在容器壁內傳播，直到到達容器壁的內表面。若容器內為氣體，則聲波幾乎會(huì )被完全的反射回傳感器。此時(shí)它會(huì )被再次反射且脈沖被反射回容器的內表面，如此反復。若容器內充滿(mǎn)液體，一部分的聲波會(huì )被液體吸收。聲波的吸收會(huì )導致兩個(gè)結果：反射波消失和一部分超聲波通過(guò)液體傳播到對面的容器內壁。新型levelprox 系列傳感器LPRE-T50能夠使用以上兩種效應來(lái)生成開(kāi)關(guān)信號。
反射模式
在這種模式下，超生波脈沖的反射會(huì )被計算。越長(cháng)時(shí)間的反射，表明容器內的液體越少。一個(gè)短暫的反射則說(shuō)明容器是滿(mǎn)的。此模式下，傳感器所安裝的容器內表面的反射回波也會(huì )被計算，因而容器內部的情況則不再重要了。
這種方式對于不均勻介質(zhì)（混雜或包含有大氣泡）的檢測具有特別的優(yōu)勢。如果安裝有攪拌裝置，這種模式也是最佳的選擇。但是反射方式不能夠用于那些在空狀態(tài)時(shí)有殘留物貼附于容器內壁的情況。由于反射回波會(huì )被哪怕是很薄的一層介質(zhì)所削弱，因此會(huì )導致傳感器錯誤的指示容器為滿(mǎn)狀態(tài)。
回波模式
回波模式則會(huì )對在液體中傳播的超聲波和對面容器內壁所反射的回波進(jìn)行計算。若超聲波脈沖接近垂直的打到容器的內表面，回波就會(huì )沿著(zhù)相同的路徑返回并且被傳感器檢測到。此模式下，含有大氣泡的液體或者使用了攪拌裝置都會(huì )影響檢測。如果回波在達到傳感器時(shí)有足夠的強度，則傳感器指示容器為滿(mǎn)狀態(tài)。如果回波太弱，傳感器則指示為空狀態(tài)。即使有介質(zhì)貼附于容器內壁，也可正確指示。
適應特定的安裝環(huán)境
無(wú)論采用回波模式或反射模式，容器的類(lèi)型、傳感器的安裝位置以及被測液體的特性都是關(guān)鍵因素。Levelprox產(chǎn)品在檢測液位前需先學(xué)習有/無(wú)液體時(shí)聲波的情況。因而在傳感器的示教模式下，必須通過(guò)按壓示教按鈕對容器的空和滿(mǎn)狀態(tài)進(jìn)行示教。之后Levelprox會(huì )自動(dòng)適應周?chē)穆晫W(xué)環(huán)境。依靠在示教模式下所檢測到的標準曲線(xiàn)來(lái)給出相應的輸出信號。同樣的方法也能夠用于對與容器壁錯誤或不良的耦合進(jìn)行檢測。這個(gè)錯誤會(huì )通過(guò)紅色的LED燈和報警輸出給出指示。
調整
可以通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)來(lái)選擇LPRE-T50型levelprox系列傳感器的工作模式：反射模式或回波模式。還可以通過(guò)DIP來(lái)選擇開(kāi)關(guān)的常開(kāi)/常閉模式，鎖定示教按鈕，設置開(kāi)/關(guān)延遲。 在回波模式下，對面容器內壁的反射回波會(huì )被計算。
安裝
通過(guò)三爪卡環(huán)能夠方便地將傳感器安裝于容器外壁上，這種方式在食品行業(yè)被廣泛采用?？ōh(huán)適配器可以焊接或粘貼安裝在容器外壁上。之后將傳感器插入到適配器內，放上卡環(huán)密封墊圈，最后通過(guò)卡環(huán)將其固定安裝到位。密封墊圈可以隔絕傳感器和外部環(huán)境，從而保證其衛生性。超聲波換能器頭部為彈性支撐，以確保合適的壓力。正確安裝時(shí)，無(wú)論容器的直徑如何，均應保證傳感器以一定的預應力緊貼在容器外壁。
耦合介質(zhì)為具有醫學(xué)衛生性的硅膠。超聲波可以被很好的耦合到容器外壁，即使在高溫下也能保持其粘度和無(wú)毒性。
更多的應用
Levelprox是透過(guò)金屬壁檢測液位的理想傳感器。它不僅可用于食品行業(yè)，而且也可用于系統和機械工程。例如：用于指示油漆容器、廢水和液壓油罐的空/滿(mǎn)狀態(tài)。 由于可提供粘貼安裝方式，后期的維護和調整可以容易的完成。傳感器能夠在已有安裝位置上拆裝。另外，對開(kāi)關(guān)點(diǎn)這個(gè)操作參數的修改，也能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的對傳感器進(jìn)行重新定位來(lái)實(shí)現。將來(lái)會(huì )有更多種的外形和電氣設計來(lái)豐富levelprox產(chǎn)品系列。
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