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    關于磁翻板液位計實現電遠傳的原理與介紹

    發布時間:2021-01-22 14:29:10??點擊次數:1820次

    我們知道,現在的液位儀表都可以通過選配相關的部件達到測量信號的電遠傳,輸出4-20MmA的電信號以達到遠程觀測和控制的作用,磁翻板液位計是一種在工業生產中非常普遍在使用的液位測量儀表,由于其結構簡單,測量直觀,性能穩定,維護方便的諸多優點,使磁翻板液位計在近年市場的需求量越來越大,我公司作在磁翻板液位計生產上已經積累了多年的生產和服務的經驗,為許多企業的新建和改建、維修項目提供了大量的可靠產品,對于磁和翻板液位計是如何工作的,儀表的遠傳信號是通過何種方式和何種電子部件來達到4-20mA的輸出的呢,本篇通過本公司生產的一款JKM-UHZ系列遠傳磁翻板液位計的產品樣本予以說明。
    液位測量對于工業生產來說是一項極其重要的生產數據,大量的生產工藝都需要相應的液位數據的支持,磁翻板液位計是一種在液位測量量領域特別常見的儀表裝置,該產品既能實現就地顯示也可以通過遠傳裝置進行液位信號的輸,遠傳磁翻板液位計的遠傳變送器是利用干簧管來實現液位轉換的。干簧管(Reed Switch)也稱舌簧管或磁簧開關,是一種磁敏的特殊開關,是干簧繼電器和接近開關的主要部件。它通常有兩個軟磁性材料做成的、無磁時斷開的金屬簧片觸點,有的還有第三個作為常閉觸點的簧片。這些簧片觸點被封裝在充有惰性氣體(如氮、氦等)或真空的玻璃管里,玻璃管內平行封裝的簧片端部重疊,并留有一定間隙或相互接觸以構成開關的常開或常閉觸點。只要用磁鐵接近它,干簧管兩個節點就會吸合在一起,使電路導通。干簧管比一般機械開關結構簡單、體積小、速度高、工作壽命長;而與電子開關相比,它又有抗負載沖擊能力強等特點,工作可靠性很高。
    磁翻板液位計的遠傳部分是由一個與浮子測量管長度相同與接近的變送測量管,這個變送測量管內就是整齊排列的一排干簧管,磁浮子隨著液面的運動,就會觸發相應位置的干簧管動作,經過測量與轉換電路的變送,轉換成標準的信號。傳感器電路如圖二:傳感器部分由串聯的電阻構成,電阻一端接電源。另一點接地,每個電阻分得的電壓是
    這一電壓通過吸合的干簧管連接至輸出端。隨著磁性浮子隨著液位的變化,和他接近的干簧管接通,輸出的電壓反映出相應的液位高度,兩個干簧管之間的距離及液位計的分辨率。干簧管的多少,可設計成不同的量程。
    把傳感器輸出的不同電壓轉換成標準的4-20ma輸出,可采用不同的電路形式。成本低的可采用分立器件,但是為了達到比較高的精度,要保證相應器件的匹配程度,調試也比較麻煩。傳感器專用的4-20ma 的一體化變送器集成電路,采用該系列產品設計的變送器成本低,精度高,調試簡單。經過選擇決定使用完成設計。內部結構如圖三:
    內含一個儀表放大器,可對輸入的小的電壓信號進行放大,放大后的信號轉換成標準的4~20ma,集成電路內部還可向前級提供高精度的2.5v參考電壓源和5v 的工作電壓,2.5v 參考電壓提供給干簧管分壓電路,5v 為本地的其他集成電路提供工作電壓。為電流放大器件,電流放大倍數100,傳輸函數為
    此電路的輸入電壓范圍是0~2.5V,輸出在4-20ma。由于輸入從零開始,而輸出起點為4ma,需在輸端加入一個40uA 的偏置電流。加入的方法如圖四:固定電阻用電位器代替,實現零點的調整。滿量程時,輸入2.5v 時輸出20ma,此時輸入電流為兩部分電流之和,輸入電壓形成的電路和零點時的偏置電流,除去40uA 的偏置電流,輸入應為16uA,因此Rin取值為15.6k,實際中采用一只固定電阻加一只電位器串聯的形式,這只電位器完成輸出滿量程的調整。
    液位傳感器內部結構設計
    前端的分壓器的輸出電壓,對于后端的輸入相當于一個電壓源和一個內阻,此內阻隨著分壓器的位置會發生變化。如果直接送入進行調理的話,會影響后級的放大倍數。因此在兩者之間必須加入采用運放組成的電壓跟隨器作為中間隔離電路,減小前后級的相互一影響。對此運放的要求主要有單電源工作,輸入阻抗高,軌至軌輸出,對照多種運放,決定采用tlc27l2,該運放采用CMOS工藝,輸入阻抗高,可采用單5V 電壓工作,輸出可低至電源負。實踐運用中,能夠滿足電路的要求。
    為了讓電路可靠的工作。在電路設計中為增加了外部電流三極管,以減少集成電路的溫升,使電路工作更加穩定。在輸出的電流回路中增加橋式整流電路,實現連接端子的無極性連接,給連接帶來了方便,同時起到保護設備的作用。輸出回路中增加36V 穩壓二極管,防止從輸出回路中傳入高電壓破壞集成電路。
    整個遠傳磁翻板液位計電路的元件全部采用工業級芯片,封裝形式采用貼片封裝,這樣整個電路可制作在5*5mm 的印刷電路板上,安裝在標準的鋁制變送器外殼上,干簧管測量部分可封裝在不銹鋼圓管內,適應多種液體的測量,對應用環境和安裝環境要求不高,為工程應用提供的方便。
    遠傳磁翻板液位計的生產多年,對于磁翻板通過干簧管實現信號遠傳的特性非常的了解,也在生產的磁翻板液位計上通常會使用到干簧管,干簧管質量的好壞直接影響到磁翻板液位計的遠傳的精度與使用壽命,那么如何選擇干簧管就是我們生產廠家一定要注意的。也是終端的使用客戶需要作了解的,本文就如何選擇干簧管作了同個簡要要說明。
    第一:首先我們需要確定所生產的產品是走高端路線還是低端,產品的定位是怎樣的?如果你確定就是要把產品銷出去而不照顧到客戶的使用那就另當別論了,質好的干簧管雖然成本高于質差的,但是能夠得到穩定優質的產品質量是很劃算的,凱銘儀表作為專業的磁翻板液位計生產企業,一直以來都是以客戶的需求為最高目標,因此對于原材料的選購與檢驗非常的嚴格,絕不容許品質低劣的原料流入生產,也不容許不合格的產品流入市場。我們的產品之所以在長期與客戶的合作中贏得廣大客戶的認可,是因為我們有著過硬的產品質量。因此在這里也告訴那些一切只問價格低采購磁翻板液位計的采購商,價格與質量肯定有關聯,不要一味只貪圖便宜,產品的過硬的品質和使用的穩定性能才是選擇產品的不二指標。
    第二:我們要根據需要來選擇:依據是所使用的環境參數來確定選擇何種類型的干簧管。也可以確定是選擇國產的還是進口的。
    第三:根據現場使用的電壓來選擇合適的干簧管:如通過報警開關的電壓不大,那就可以選擇低壓干簧管,反之亦然。再比如您需要的只是一個閉點信號,則選擇常開型干簧管,反之則用常閉型。

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