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水位传感器的结构、原理、应用以及安装要求
水位传感器适用于石油化工、水利、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的水位测量。精巧的结构,简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。
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?水位传感器是一种测量水位的压力传感器.静压投入式水位变送器是基于所测水静压与水的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。
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?水位传感器组成
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?水位传感器是一种测量液位的压力传感器.静压投入式液位变送器(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。分为两类:一类为接触式,包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器,浮球式液位变送器,磁性液位变送器,投入式液位变送器,电动内浮球液位变送器,电动浮筒液位变送器,电容式液位变送器,磁致伸缩液位变送器,侍服液位变送器等。第二类为非接触式,分为超声波液位变送器,雷达液位变送器等。
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气敏传感器及其工作原理 指导老师:雷家珩 汇报者:周华 汇报时间:2011.11.2
目录 ?气敏传感器定义 ?气敏传感器分类 ?气敏传感器工作原理 ?气敏传感器的应用 ?气敏传感器研究现状与发展趋势 ?参考文献
1 气敏传感器定义 气敏传感器是一种将检测到的气体成份和浓度转换为电信号的传感器。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,从而可以进行检测、监控、报警;还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。
2 气敏传感器分类半导体式气敏传感器 气敏传感器 绝缘体气敏传感器 电化学气敏传感器 光干涉式气敏传感器 热传导式气敏传感器 红外线吸收散式气敏传感 器电阻型 非电阻型接触燃烧式型电容式恒电位电解式伽伐尼电池式
3 气敏传感器工作原理 3.1 半导体气敏传感器工作原理 ●半导体气敏传感器(见图1,2)由气敏部分、加热丝及防爆网 等构成,它是在气敏部分的SnO 2、Fe 2 O 2 、ZnO 2 等金属氧化物中添 加Pt、Pd等敏化剂的传感器。 ●半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体(主要是金属氧化物)表面接触时,产生的电导率等物性变化来检测气体。半导体气敏器件被加热到稳定状态下,当气体接触器件表面而被吸附时,吸附分子首先在表面自由地扩散(物理吸附) ,失去其运动能量,其间的一部分分子蒸发,残留分子产生热分解而固定在吸附处(化学吸附)。
这时,如果器件的功函数小于吸附分子的电子亲和力,则吸附分子将从器件夺取电子而变成负离子吸附。具有负离子吸附倾向 的气体有O 2和NO x ,称为氧化型气体或电子接收性气体。如果器件 的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而成为正离子吸附。具有这种正离子吸附倾向的气体有H 2 、CO、碳氢化合物和酒类等,称为还原型气体或电子供给性气体。 图1 半导体气敏传感器结构图图2 半导体气敏传感器的符号表示
水位传感器种类、工作原理介绍 水位传感器是一种可以检测水位的传感器,主要应用于医疗、食品、化工行业中,进行水位控制、水位的检测。先介绍水位传感器的分类。 水位传感器的种类: 水位传感器种类很多,包括单法兰静压/双法兰差压水位传感器,浮球式水位传感器,磁性水位传感器,投入式水位传感器,电动内浮球水位传感器,电动浮筒水位传感器,电容式水位传感器,磁致伸缩水位传感器,伺服水位传感器等,超声波水位传感器,雷达水位传感器等。 (图片源自网络)
(图片来源于网络)
上图是一个水位传感器种类的大概情况,由此图我们可以看出水位传感器种类较多,主要可以分为接触式和非接触式两种。 浮筒式水位传感器:浮筒式水位变送器是将磁性浮球改为浮筒,水位传感器是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式水位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的水位、界位或密度的,它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。 浮球式水位传感器:浮球式水位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成,一般磁性浮球的比重小于0.5,可漂于液面之上并沿测量导管上下移动,导管内装有测量元件,它可以在外磁作用下将被测水位信号转换成正比于水位变化的电阻信号,并将电子单元转换成信号输出。浮球开关因为是最简单、最古老的检测方式,有着检测水位不精确的缺点,浮子易卡死。 (图片源自网络)
静压式水位传感器: 该变送器利用液体静压力的测量原理工作,它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号,再经放大电路放大和补偿电路补偿,最后以4~20mA或0~10mA电流方式输出。 超声波式水位传感器: 这是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的超声波,超声波在碰到液体会产生显著反射形成反射成回波。因此以超声波作为检测手段,产生超声波和接收超声波。这就是超声波式的水位传感器工作原理。超声波式水位传感器特点:频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播。 光电式水位传感器: 光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而 开发的新型接触式点液位测控装置。光电水位传感器具有结构简单、定位精度高,没有机械部件,不需调试,灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点,还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀,化学性质稳定,对被测介质影响小等特征。
传感器及其工作原理 【三维目标】 1.知识与技能: (1)、了解什么是传感器,知道非电学量转化为电学量的技术意义; (2)、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 (3)、了解传感器的应用。 2.过程与方法: 通过对实验的观察、思考和探究,让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时,经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的观察能力、实践 能力和创新思维能力。 3.情感、态度与价值观 (1)、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处,激发学生的学习兴趣,拓展学生的知识视野,并加强物理与STS的联系。 (2)、通过动手实验,培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。【教学重点】:理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 【教学难点】:分析并设计传感器的应用电路。 【教学方法】:实验、探究、讨论 【教学用具】:干簧管,磁铁,光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 【教学过程】 一、引入新课 准备知识:从上世纪八十年代起,国际上出现了“传感器热”,传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究,了解什么是传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的,传感器在生产、生活中有哪些具体应用,为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论,侧重于联系实际,让学生感受传感器的巨大作用,进而提高学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。 今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的?楼梯上的电灯如何能人来就开,人走就熄的?工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的?“非典”病毒肆虐华夏大地时,机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的?所有这些,都离不开一个核心,那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1.什么是传感器 演示实验1:如图1所示,小盒子的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关,当把磁铁放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移开,灯泡熄灭。
1、水位传感器组成及工作原理 水位传感器是一种测量液位的压力传感器.静压投入式液位变送器(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。分为两类:一类为接触式,包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器,浮球式液位变送器,磁性液位变送器,投入式液位变送器,电动内浮球液位变送器,电动浮筒液位变送器,电容式液位变送器,磁致伸缩液位变送器,侍服液位变送器等。第二类为非接触式,分为超声波液位变送器,雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器(液位计)适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构,简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4~20mA、 0~5v、 0~10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位,是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术,既保证了传感器的水密性,又使得参考压力腔与环境压力相通,从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制,壳体采用聚四氟乙烯材料制成,采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接,既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性,又使得参考压力腔与环境压力相通,从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理: 用静压测量原理:当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力公式为:Ρ = ρ . + Po式中: P :变送器迎液面所受压力 ρ:被测液体密度 g :当地重力加速度 Po :液面上大气压 H :变送器投入液体的深度 同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po , 使传感器测得压力为:ρ . ,显然 , 通过测取压力 P ,可以得到液位深度。 功能特点:
江苏省淮阴中学06-07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ①物理(新人教版)选修3-2第六章第1节《传感器及其工作原理》(P56-P60); ②新物理课程标准(实验). 教学流程图
教学目标1.知识与技能:①知道非电学量转换成电学量的技术意义;②通过实验,知道常见传感器的工作原理;③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法:①通过对实验的观察、思考和探究,让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理;②让学生自己设计简单的传感器,经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观:在理解传感器工作原理的基础上,通过自己设计简单的传感器,体验科技创新的乐趣,激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理(演示实验);2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题,激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后,重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器,进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上,结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一.课题的引入 二.什么是传感器?【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图,小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开 关,但是把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移 走,灯泡熄灭. 师问:盒子里有怎样的装置,才能实现这样的控制? 生猜:(可以自由讨论,也可以请学生回答) 师生探究:打开盒子,用实物投影仪展示盒内的电路 图,了解元件“干簧管”的结构。探明原因:玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时,两个簧 片被磁化而接通,电路导通。所以,干簧管能起到开关的作 用。 师点拨:这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况,感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下, ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结:声光控开关 师:刚才的两个实验,都用了一种元件,这些元件能够 感受某些信息,通过它能实现电路的自动控制,这种元件有 一个专门的名称:传感器。什么是传感器呢?它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是:把非电学 量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处 理和控制了。 其实,传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感 器。请大家相互说说看,你家里,或者在你的生活当中,都 (演示实验1: 干簧管传感器) (干簧管的实 物及原理图) 学生对干簧 管并不熟悉,因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及, 所以又有亲切 感
七种液位传感器的应用及原理 液位传感器已经存在了几十年,在食品和饮料,工业,医疗和家用,印刷,农业,汽车和白色家电等市场中进行泄漏检测或液位测量。我们经常想知道为什么客户选择一种技术而不是另一种技术。这是我们被问到的一个常见问题。一些设备制造商也可能对市场上可用的液位传感替代品的种类和智能感到惊讶。 过去,那些昂贵的,涉及到设备的检测过程的技术,现在可以使用先进,创新和智能方法来实现,这些技术具有成本低,效益高,可靠,坚固,高度准确且易于安装的特点。历史上已知的,具有极难挑战性的流体,例如含有气泡/泡沫的肥皂,牛奶和粘性物质(如胶水和墨水),现在被证明是可能的并且很容易被各种液位传感技术检测的物质。 但是,客户否需要这样的传感器或由传感器开发的设备是很多人关心的问题。而且,随着行业的竞争性和一贯想要提高质量,降低成本,提高效率、减少浪费资源的目的,没有一家公司愿意冒险尝试那种不尽人意的解决方案的。 因此熟悉不同液位传感器的工作原理及优缺点,有助于帮助我们选择更合适的液位传感器,下面本文整理了目前常见的液位传感器的检测原理。 一、光电液位开关 优点:紧凑,无活动部件,耐高压和抗高温能力,同时可检测极少量液体。 缺点:由于传感器需要接触液体,需要电源,某些粘稠物质会残留棱镜上导致误报(如黄油)。 应用:容器、油罐液位测量和泄漏检测应用 有一系列的技术术语用于描述这种类型的液位传感技术。光学棱镜,电光学,单点光学,光学水平开关等等,以下以光电液位开关这个术语为大家做简单的介绍: 光电液位开关内包含一个发光LED和一个光电晶体管。当传感器尖端处于空气中时,传感器尖端内的红外光会反射回晶体管探测器。当处于液体状态时,红外液体会从传感器尖端折射出来,从而减少到达这个探测器的能量。 作为固态器件,这些紧凑型开关非常适用于各种点级传感应用,尤其是在可靠性至关重要的情况下。光学液位开关适用于几乎任何大型或小型罐中的高,低或中等水平检测。它们也适用于检测泄漏,防止代价高昂的设备损坏。 二、电容式液位传感器 优点:固态,可以是非侵入性的,紧凑的,准确的。 缺点:可能需要校准,只能在某些液体中使用。 应用:化学,食品,水处理,电力和酿酒行业的罐体液位监测。
电容式液位变送器原理:是采用侦测液位变化时所引起的微小电容量(通常为pf)差值变化,由专用的ada电容检测芯片进行信号处理,可以输出多种信号通讯协议,如:io,bcd,pwm,uart,iic…,电容式液位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化,大大扩展了实际应用,同时有效避免了传统液位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端,甚至在某些特殊领域不能检测的问题。该专用ada电容检测芯片由于内置mcu双核处理,就可以实现很多特殊控制功能,甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能,诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位,电容式液位检测是目前液位变送器中最有优势的检测方法。 有些放大器对前开关来选择扬声器a或b或a和b,液位变送器如果不是,您将需要一个扬声器选择开关。只要开关打开或关闭扬声器良好,选择开关里面有一些多余的部分,以确保放大器是不超载。你可以设计为4或8欧姆开关放大器输出。他们确定了由放大器看到不降到4或8欧姆负载分别。您的开关信息可能会说“与4欧姆负载或以上”的发言者不超过4欧姆。这意味着,只要每一位发言者是采用4或6或8欧姆,你不会有问题。 在你回来放大器,输出评价应该可见。比如,它可以说每声道50瓦rms的4欧姆。对于这种情况下,选择一个4欧姆开关。确保你的开关思想的有效值评级是合适的放大器。保护您的放大器应该有内在的。您的发言者也应该有一个装载或阻抗值对他们说这可能回显示8欧姆,例如。接下来,您需要决定您需要多少产出。你可以得到2,4或8通道单元容易。这就是你的单位线是连接在放大器(左,右)的输出开关的输入。接下来,液位变送器连接您现有的喇叭输出1和输出2,3等为您的新的立体声双扬声器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型,报价,采购,参数,图片,批发信息,请关注艾驰商城https://www.sodocs.net/doc/2f13451254.html,/
水位传感器原理及其基本信息 水位传感器,从字面上来讲,它就是一种反应水位,并输送其检测的信息给相关人员、单位的仪器,其实,这也就是它的大致概念了。它的应用范围非常的广泛,且都是一些较大的工厂,如:水厂、化工厂等地方。当然,我们平常人能够接触到它的机会就非常之少了。但是 作为知识的积累,我们还是很有必要了解到它的一些基本信息及其工作原理的。水位传感器,
能将被测点水位参量实时地转变为相应电量信号的仪器。LC-SW1型水位传感器由全密封隔离膜充油传感器和内置高性能微处理器构成,可对传感器的非线性、温度漂移等进行全范围内的数字化修正处理,并有HART通信协议输出和模拟输出。具有精度高、稳定性极好的特点,可实现现场诊断过程双向通信,可使用在城市供电、水利水电、冶金、石化等。广泛用于水厂、炼油厂、化工厂、玻璃厂、污水处理厂、高楼供水系统、水库、河道、海洋等对供水池、配水池、水处理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及对各种液体静态、动态液位的测量和控制。工作原理:容器内的水位传感器,将感受到的水位信号传送到控制器,控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较,得出偏差,然后根据偏差的性质,向给水电动阀发出”开”“关”的指令,保证容器达到设定水位。进水程序完成后,温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出”开”的指令,于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源,系统进入保温状态。程序编制过程中,确保系统在没有达到安全水位的情况下,控制热源的电动调节阀不开阀,从而避免了热量的损失与事故的发生。技术参数:被测介质:弱腐蚀性液体量程:100mmH2O~100mH2O、500mmH2O~500mH2O(水位高/深度)输出:4~20mA(二线制)、0~5VDC、0~10VDC、0.5~
本设计所用到的传感器,包括测水位的传感器与测水温的传感器,分别作如下介绍: (1)水位传感器: 它的结构图如下: 说明:结构图中的电阻外表面均不与水直接接触,但分别与a、b、、c、d 良好接触,a、b、c、d用于感知水位。 硬件图中HD74HC04P是一个六反向器,管脚如下图所示: 它在本设计中用于接成环形振荡器。