Міністерство сільського господарства і продовольства Республіки Білорусь
Установа освіти
«Білоруський державний аграрний технічний університет»
Кафедра ОНВП
РЕФЕРАТ
на тему
«Датчики рівня»
Мінськ 2012
Загальні положення
Датчики рівня є сучасними елементами автоматики і призначені для застосування в системах управління, контролюючих наповнення і підтримання рівнів в резервуарах з різними рідинами, сипучими речовинами, газом.
Датчики рівня можна розділити за призначенням на:
датчики рівня рідини (датчики рівня води)
для сипучих речовин.
Датчики рівня води призначені для контролю рівня рідин в різних резервуарах. Залежно від типу додатка, де використовується датчик рівня рідини, застосовуються контактний або безконтактний метод вимірювань. При контактному вимірі (датчики поплавкового типу) датчик рівня води розташовується безпосередньо на стінці резервуара і перемикає контакти при досягненні водою рівня його розміщення.
Датчики рівня для сипучих матеріалів призначені для контролю граничного рівня пилу в бункері (ємності). Датчик рівня для сипучих матеріалів встановлюється безпосередньо на стінку бункера. Як тільки рівень пилу досягає пластини, встановленої на валу, обертання валу припиняється і видається сигнал про досягнення заданого рівня.
За принципом вимірювання рівня датчики рівня поділяються на: поплавкові (міні, однорівневі, багаторівневі, гнучкі), лопатеві, вібраційні, ємнісні, наскрізні, тиску, потоку, оптичні, датчики швидкості обертання, ультразвукові і т. д.
Ємнісний датчик рівня
В основу роботи даного типу датчика покладено властивість конденсатора змінювати свою ємність при зміні складу і розподілу матеріалу діелектрика, що розділяє пластини конденсатора. Ця властивість застосовується в багатьох ємнісних детекторах, наприклад в ємнісних датчиках вологості.
Припустимо, є коаксіальний конденсатор, поміщений в рідину (Малюнок 1), яка може вільно проникати в простір між пластинами. Якщо відома діелектрична проникність рідини, то можна скласти наступне рівність:
С=С0 + Сl =? 0 * G0 +? l * Gl (1)
З - загальна ємність конденсатора
С0 - місткість ділянки конденсатора, що не містить рідину
Сl - місткість ділянки конденсатора, що містить рідину
? 0 - діелектрична проникність газового середовища
? l - діелектрична проникність рідкого середовища - геометричний коефіцієнт ділянки конденсатора, що не містить рідина- геометричний коефіцієнт ділянки конденсатора, що містить рідину.
При зміні рівня рідини величина сумарної ємності конденсатора також зміняться. Якщо конденсатор включений в електричний ланцюг, не складає труднощів відстежити зміна ємкості, за яким можна однозначно судити про зміну рівня рідини.
Ємнісні датчики позбавлені рухомих елементів, тому досить надійні і довговічні. До їх недоліків слід віднести значну температурну залежність (яка, втім, може бути скомпенсирована), а також необхідність занурення в рідину.
За способом виконання все ємнісні вимірювальні перетворювачі можна розділити на одноемкостние і двух'емкостние датчики. Останні бувають диференціальними і полудіфференціальнимі.
Рисунок 1 - Загальна схема ємнісного датчика рівня
Одноемкостний датчик простий за конструкцією і являє собою один конденсатор зі змінною ємністю. До його мінусів відноситься значний вплив зовнішніх чинників, таких як вологість і температура. Для компенсації цих похибок застосовують диференціальні конструкції. Недоліком таких датчиків в порівнянні з одноемкостнимі є необхідність як мінімум трьох (замість двох) екранованих сполучних проводів між датчиком і вимірювальним пристроєм для придушення так званих паразитних ємностей. Однак цей недолік окупається істотним підвищенням точності, стабільності і розширенням області застосування таких пристроїв.
У деяких випадках диференціальний ємнісний датчик створити важко по конструкторським міркувань (особливо це відноситься до диференціальних датчикам з перемінним зазором). Однак якщо при цьому зразковий конденсатор розмістити в одному корпусі з робочим, виконати їх ...
