TURCK的levelprox系列傳感器應用工業(yè)中的液位檢測

主要有兩種方式用于液位的檢測。除了浮子式或音叉式傳感器，還有一種不需與被檢測液體直接接觸的檢測裝置。這種特別的傳感器能夠透過金屬壁來檢測其內部液體的液位

TURCK的levelprox系列傳感器使用了高頻超聲波來實現(xiàn)這種檢測。全新的T50型傳感器具有兩種工作模式，以滿足更廣泛的應用需求。

工業(yè)中的液位檢測

當今的工業(yè)領域里液位檢測對許多自動控制方案來說都至關重要。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鍵就是考慮其與被測介質的相互關系。大多數(shù)液位控制傳感器需要與被測介質相接觸。這類產品包括浮子式開關、電極和音叉式液位傳感器。然而，在一些工業(yè)場合，傳感器與被測介質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(wèi)生性標準，傳感器必須被完全的密封在一個容器內。此外與介質接觸的所有部分也會遇到相同的問題，如容器內壁的材料和其表面光潔度。這類傳感器也會受到攪拌器的影響。而且與介質接相接觸的液位傳感器在維修和保養(yǎng)時也會遇到麻煩。當需要替換傳感器時，容器不得不被打開，因而導致生產中斷。

利用空氣作為傳輸介質，從液體正上方來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。因而這類裝置的材料也同那些接觸式檢測設備一樣很難滿足食品行業(yè)的要求。

電容式傳感器能夠透過容器壁來檢測液位。然而食品行業(yè)所經常使用的不銹鋼容器，卻不能夠被電容式傳感器的電場所穿透。

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不銹鋼容器的外壁來檢測內部的介質。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"系列產品，則提供了一種能夠滿足以上所有需求的、簡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

使用超聲波透過容器外壁來檢測液位有多種方式。但是所有的技術都是基于高頻超聲脈沖，此脈沖通過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被檢測和計算。

這個脈沖會在容器壁內傳播，直到到達容器壁的內表面。若容器內為氣體，則聲波幾乎會被完全的反射回傳感器。此時它會被再次反射且脈沖被反射回容器的內表面，如此反復。若容器內充滿液體，一部分的聲波會被液體吸收。聲波的吸收會導致兩個結果：反射波消失和一部分超聲波通過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生成開關信號。

反射模式

在這種模式下，超生波脈沖的反射會被計算。越長時間的反射，表明容器內的液體越少。一個短暫的反射則說明容器是滿的。此模式下，傳感器所安裝的容器內表面的反射回波也會被計算，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（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)時有殘留物貼附于容器內壁的情況。由于反射回波會被哪怕是很薄的一層介質所削弱，因此會導致傳感器錯誤的指示容器為滿狀態(tài)。

回波模式

回波模式則會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，回波就會沿著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影響檢測。如果回波在達到傳感器時有足夠的強度，則傳感器指示容器為滿狀態(tài)。如果回波太弱，傳感器則指示為空狀態(tài)。即使有介質貼附于容器內壁，也可正確指示。

適應特定的安裝環(huán)境

無論采用回波模式或反射模式，容器的類型、傳感器的安裝位置以及被測液體的特性都是關鍵因素。Levelprox產品在檢測液位前需先學習有/無液體時聲波的情況。因而在傳感器的示教模式下，必須通過按壓示教按鈕對容器的空和滿狀態(tài)進行示教。之后Levelprox會自動適應周圍的聲學環(huán)境。依靠在示教模式下所檢測到的標準曲線來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行檢測。這個錯誤會通過紅色的LED燈和報警輸出給出指示。

調整

可以通過DIP開關來選擇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DIP來選擇開關的常開/常閉模式，鎖定示教按鈕，設置開/關延遲。 在回波模式下，對面容器內壁的反射回波會被計算。

安裝

通過三爪卡環(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(wèi)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，無論容器的直徑如何，均應保證傳感器以一定的預應力緊貼在容器外壁。

耦合介質為具有醫(yī)學衛(wèi)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毒性。

更多的應用

Levelprox是透過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(tǒng)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，對開關點這個操作參數(shù)的修改，也能夠通過簡單的對傳感器進行重新定位來實現(xiàn)。將來會有更多種的外形和電氣設計來豐富levelprox產品系列。