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磁致伸缩位移传感器输出标准的变化电阻信号

时间:2020-04-20 08:57 作者:admin 点击:
磁致伸缩位移传感器的原理:

利用两个不同磁场相交时产生的应变脉冲信号被检测到的时间来计算出磁场相交点的准确位置。一个磁场来自传感器电子仓的电子部件所产生的脉冲激励,该激励脉冲产生的磁场沿着传感器测杆内用高磁致伸缩材料制成的波导丝以光速自电子仓端向尾端前进,当与活动的永久磁场(该永磁铁一般安装在需要检测位置的动板上)相交时,由于磁致伸缩现象,波导丝在相交点产生一个机械应变脉冲,并以声速从此点经波导丝向电子仓端回传,该应变脉冲被电子仓中的检测电路探测到。

因此,从发射一个主动脉冲波到接收到一个应变脉冲波,这之间的时间就是声速在波导丝中传递的时间(此处已忽略了主动波运行的时间,实际影响只有0.0001%),已知声速(固定量为3000m/s)和传递时间,这一距离就当然确定了。

当永磁铁运动至新的位置时,重新确定上述测量。因此,磁致伸缩位移传感器具有高精度、高响应、低迟滞、高可靠性、非接触、寿命长、稳定性高、安装方便等优点,无须重新标定,无须定期维护,因而被精确测量领域广泛采用。 磁致伸缩液位计采用磁致伸缩原理,其原理图如图3.27所示.其核心元件是外形细长的“磁致伸缩管”磁致伸缩管是由软磁性材料制成的薄壁毛细管.外径0.7mm.内径0.5mm.又称波导管。磁致伸缩管外套一个不导磁的不锈钢保护管.也称测杆(图中未画出),内穿一条用于产生脉冲磁场的铜导线.下部安装信号检测线圈。保护管外可移动的永久磁铁是被测目标。

  脉冲发生器给铜导线通人10 Hz左右的脉冲电流,称为电流询问脉冲.在波导管周围产生脉冲磁场.此磁场与磁铁的磁场相互作用,使磁场分布改变.交汇处形成螺旋磁场.对软磁性波导管产生瞬时扭力 ,导致波导管产生伸缩.使波导管产生张力脉冲波,并以固定的速度(约2830m/s)沿波导管向上 下传播。

  由于波导管在张力脉冲波向上 下传播时,波导管的伸缩会“携带”螺旋磁场的轴向分量沿波导管轴向移动,返回的张力脉冲波磁场会在检测线圈上产生感应电压脉冲,即返回脉冲。返回脉冲信号由检测电路进行处理.通过测量电流询问脉冲与返回脉冲之问的时间差来精确地确定被测液位。而沿电流方向向下传播的张力脉冲波,通过阻尼器衰减掉,以确保在波导管的末端不会产生反射.干扰正常的“返回脉冲”。由于测量两脉冲间的时间间隔可以非常精确.因此可获得高精度(一般分辨率小于1mm)、低重复性(一般重复性小于或等于满量程的0.002%)宽量程(可达30m)等优良性能.如将永久磁铁由一浮子携带.即可测量液位。 磁致伸缩液位计是根据磁极耦合原理、阿基米德(浮力定律)等原理巧妙地结合机械传动的特性而开发研制的一种专门用于液位测量的装置。在此基础上,不断扩大其使用范围,延伸出多种类型的产品,在检测液位的同时我们赋予它们更多的实用功能。

  磁致伸缩液位计测量液体时采用顶装或旁通管侧装方式。磁翻柱主体外加装翻柱液位指示器、液位开关及液位变送器。磁单元置于浮球内部或通过顶杆与浮球相连,当浮球连带磁单元随液位变化时,使磁性色块(磁翻板)翻转;磁性液位开关在对应液位点动作;同时液位传感器在浮球磁力的作用下,输出标准的变化电阻信号,再经过变送器把电阻信号转换成4~20mA电流信号输出。

  第一、 磁致伸缩液位计是在较高压力下工作的zui简单的直接指示式物位仪表,其可靠性和经济性是其它仪表不能相比的,作为基本的液位指示仪表在zui简单液位测量场合和自动化程度很高的大型工程项目中都不可缺少。由磁致伸缩液位计主体构成的液体通路是经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连通器,透过玻璃板观察到的液面与容器内的液面相同即液位高度。

  第二、磁致伸缩液位计在安装时,磁致伸缩液位计一定要保持垂直状态,磁致伸缩液位计与容器引管间应加装有球阀,以便于液位计的检修和拆卸清洗。被测量的液体介质中,不应含有固体杂质或磁性物质,否则容易对浮子造成卡阻影响测量的准确性。

  第三、磁致伸缩液位计在选择安装位置时,应避开或远离物料介质进出口处,避免物料流体局部区域的急速变化,影响液位测量的准确性。调试时应先打开上部引管阀门,然后再缓慢开启下部阀门,让介质平稳进入主导管(运行中应避免介质急速冲击浮子,引起浮子剧列波动,影响显示准确性),观察磁性红白球翻转是否正常,然后关闭下引管阀门,打开排污阀,让主导管内液位下降,据此方法操作三次,确属正常,即可投入运行。
 


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