一概述:
磁致伸縮液位計(jì)是基于磁致伸縮感應(yīng)扭轉(zhuǎn)波原理而成的可同時(shí)測(cè)量液位、界面的測(cè)量?jī)x表。由于其測(cè)量過程中不受壓力、溫度、介電常數(shù)等因素變化的影響,具有精度高、穩(wěn)定性好、性高、使用、等。磁致伸縮液位計(jì)是一種行程位置的測(cè)量?jī)x器,采用磁致申縮原理,不但可以測(cè)量介質(zhì)的液位,還可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的直線位移。
磁致伸縮液位計(jì)由磁致伸縮液位傳感器、顯示儀表組。成有的傳感器,在保護(hù)管外.安裝兩個(gè)磁性浮子,一個(gè)漂浮在液面之上;另一個(gè)處于兩種液體的分界面處.可以同時(shí)測(cè)量液位和界位。例如在檢測(cè)儲(chǔ)油罐時(shí).選用磁致伸縮液位計(jì),可以同時(shí)測(cè)量油水界面高度和液位總高度。與單純測(cè)液位的傳感器的區(qū)別就是信號(hào)處理器,需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)浮子傳回來(lái)的前后兩個(gè)張力脈沖的時(shí)間差.在大致相同或較低的下,磁致伸縮液位計(jì)比其他液位測(cè)量?jī)x表可以提供更高的精度,獲得更住的效益。磁致伸縮液位除浮子外無(wú)其他可動(dòng)元件.純電子信號(hào)處理.工作比較。此外.磁致申縮液位計(jì)無(wú)須定期維修或重新標(biāo)定.安裝較低。
二、工作原理:
磁致伸縮液位計(jì)采用磁致伸縮原理,其原理圖如圖3.27所示.其元件是外形細(xì)長(zhǎng)的“磁致伸縮管”磁致伸縮管是由軟磁性材料制成的薄壁毛細(xì)管.外徑0.7mm.內(nèi)徑0.5mm.又稱波導(dǎo)管。磁致伸縮管外套一個(gè)不導(dǎo)磁的不銹鋼保護(hù)管.也稱測(cè)桿(圖中未畫出),內(nèi)穿一條用于產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)的銅導(dǎo)線.下部安裝信號(hào)檢測(cè)線圈。保護(hù)管外可移動(dòng)的磁鐵是被測(cè)目標(biāo)。
磁致伸縮液位計(jì)原理圖
脈沖發(fā)生器給銅導(dǎo)線通人10 Hz左右的脈沖電流,稱為電流詢問脈沖.在波導(dǎo)管周圍產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng).此磁場(chǎng)與磁鐵的磁場(chǎng)相互作用,使磁場(chǎng)分布改變.交匯處形成螺旋磁場(chǎng).對(duì)軟磁性波導(dǎo)管產(chǎn)生瞬時(shí)扭力 ,導(dǎo)致波導(dǎo)管產(chǎn)生伸縮.使波導(dǎo)管產(chǎn)生張力脈沖波,并以固定的速度(約2830m/s)沿波導(dǎo)管向上 下傳播。
由于波導(dǎo)管在張力脈沖波向上 下傳播時(shí),波導(dǎo)管的伸縮會(huì)“攜帶”螺旋磁場(chǎng)的軸向分量沿波導(dǎo)管軸向移動(dòng),返回的張力脈沖波磁場(chǎng)會(huì)在檢測(cè)線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓脈沖,即返回脈沖。返回脈沖信號(hào)由檢測(cè)電路進(jìn)行處理.通過測(cè)量電流詢問脈沖與返回脈沖之問的時(shí)間差來(lái)地確定被測(cè)液位。而沿電流方向向下傳播的張力脈沖波,通過阻尼器衰減掉,以在波導(dǎo)管的末端不會(huì)產(chǎn)生反射.干擾正常的“返回脈沖”。由于測(cè)量?jī)擅}沖間的時(shí)間間隔可以.因此可獲得(一般分辨率小于1mm)、低重復(fù)性(一般重復(fù)性小于或等于滿量程的0.002%)寬量程(可達(dá)30m)等優(yōu)良性能.如將磁鐵由一浮子攜帶.即可測(cè)量液位。
磁致伸縮液位(位移)傳感器的不足之處是有較大的盲區(qū),一般上育區(qū)小于或等于80mm,下盲區(qū)小于或等于10mm,
磁致伸縮傳感器的原理是利用兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交時(shí)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào),然后計(jì)算這個(gè)信號(hào)被探測(cè)所需的時(shí)間周期,從而換算出準(zhǔn)確的位置。這兩個(gè)磁場(chǎng)一個(gè)來(lái)自磁環(huán)中的永磁鐵,另一個(gè)來(lái)自傳感器電子倉(cāng)中的電子部件產(chǎn)生的激勵(lì)脈沖。激勵(lì)脈沖沿傳感器內(nèi)用磁致伸縮材料制造的波導(dǎo)絲以聲速運(yùn)行。當(dāng)與磁環(huán)中的永磁場(chǎng)相交時(shí),由于磁致伸縮現(xiàn)象,波導(dǎo)絲產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)形成一個(gè)應(yīng)變脈沖。應(yīng)變脈沖很快便被電子倉(cāng)中的感測(cè)電路探測(cè)到。從產(chǎn)生激勵(lì)脈沖的一刻到應(yīng)變脈沖被探測(cè)到總的時(shí)間乘以固定的聲速,我們便能準(zhǔn)確的計(jì)算出磁鐵的位置變化。這個(gè)過程是連續(xù)不斷的,所以每當(dāng)磁環(huán)位置改變時(shí),新的位置會(huì)迅速被測(cè)量出來(lái)。由于輸出信號(hào)是真正的,而不是比例的.
在鐵磁質(zhì)中磁化方向的改變會(huì)引起介質(zhì)晶格間距的改變,從而使得鐵磁質(zhì)的長(zhǎng)度和體積發(fā)生改變,即:磁致伸縮現(xiàn)象,也稱為威德曼效應(yīng),其逆效應(yīng)稱為維拉里效應(yīng)。
三、產(chǎn)品特點(diǎn):
可同時(shí)連續(xù)測(cè)量液面、界面和多點(diǎn)溫度,能測(cè)量含泡沫、強(qiáng)腐蝕性和易揮發(fā)性的液體。
精度高,可達(dá)0.01%FS.全量程誤差不過1mm.重復(fù)性高達(dá)0.025mm.
儀表全集成化設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單,無(wú)須維護(hù),儀表無(wú)須重新校準(zhǔn)即可投人使用。
測(cè)量受波導(dǎo)管 保護(hù)管限制,大測(cè)量值可達(dá)30m。
適應(yīng)性強(qiáng),工作溫度-40-150°,工作壓力小于2Mpa。
四、參數(shù):
性 能
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指 標(biāo)
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測(cè)量輸出
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普通型:2線制4-20mA單液位(可選HART協(xié)議);
數(shù)字型:Modbus/RTU協(xié)議 多參數(shù)(液位、界位、6點(diǎn)溫度)輸出
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測(cè)量參數(shù)
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液位、界位、液位+界位
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量 程
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0.50m至22m
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精 度
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0.01%F.S.或±0.5mm中大者
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分辨率
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0.08mm
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溫度輸出
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6個(gè)單點(diǎn)溫度
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測(cè)溫范圍
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-50~+200℃
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測(cè)溫精度
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±0.25℃
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輸入電壓
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18-36VDC
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輸出信號(hào)
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4~20mA輸出或RS485 Modbus/RTU協(xié)議
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保 護(hù)
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瞬時(shí)保護(hù)、防雷、抗浪涌:線到地保護(hù); 61000-4-5
反向極保護(hù):串聯(lián)二極管
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ExiaIICT6
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環(huán)境濕度
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0- R.H.(不結(jié)露)
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工作溫度
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電子容室:-40℃~+80℃;測(cè)量桿:-40℃~+125℃
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容器壓力
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依賴所選浮子承受的壓力
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探桿材料
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304/316L /304外襯聚四氟乙烯
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電子倉(cāng)
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鑄鋁/304不銹鋼
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過程接口
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1”NPT螺紋/法蘭連接(或按客戶要求)
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電氣接口
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1/2”NPT
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五、產(chǎn)品型號(hào)及選型:
磁致伸縮液位計(jì)選型
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CH-CZSYWJ 磁致伸縮液位計(jì)傳感器
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□□□□□□□□□□
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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1~10選型如下表
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#1,防爆:
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#2, 連接螺紋:
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6 普通型
8 隔爆型
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M M181.5
Y M201.5
U 3/4-16UNF(英制)
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#3, 輸出形式:
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#4, 連接方式:
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A 4-20mADC/+24VDC±10%
B
0-5VDC/+24VDC±10%
C
0-10VDC/+24VDC±10%
D
(-5-+5)VDC/+15VDC±10%
E (-10-+10)VDC/+15VDC±10%
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J
K
L
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電纜線連接
航空插頭連接(不適用于隔爆型產(chǎn)品)
連線端子連接
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#5, 量程范圍:
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#6, 安裝附件:
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800-5000(mm)
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A
B
C
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FK-1(見附件清單)
FK-2(見附件清單)
FK-3(見附件清單)
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#7, 工作溫度:
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#8,介質(zhì)比重:
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R
S
T
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0-+70℃
-25-+80℃
-40-+85℃
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g/cm3
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#9, 防腐類型:
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#10, 選配法蘭:
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G
F
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普通型
防腐型
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M
O
P
Q
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DN65-PN2.0MPa(GB 9115.8-88)
DN80-PN2.0MPa(GB 9115.8-88)
DN65-PN5.0MPa(GB 9115.8-88)
DN80-PN5.0MPa(GB 9115.8-88)
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注: 1、選配法蘭時(shí)請(qǐng)注明法蘭材質(zhì)選配其它規(guī)格的法蘭請(qǐng)?zhí)峁┰敿?xì)圖紙;
2、需要提供其它連接螺紋是請(qǐng)?jiān)谟嗀浨白稍儭?
六、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)接安裝接線:
磁致伸縮液位計(jì)安裝圖:
與磁翻板綁定示意圖:
接線方式 PWR/COMM+ (+24VDC) PWR/COMM- (-24VDC)