模块五 液位检测（课件）-《传感器检测技术》同步教学（人民邮电版）

模块五 液位检测 2 学习目标 掌握常用液位检测方法 熟悉常用液位检测元件的工作原理及外形接线 了解液位传感器在相关领域的应用 掌握液位传感器的选择、安装和维修的基本技能 课题一 电容式传感器测液位 4 一、基础知识 1、工作原理 电容式传感器类似平行板电容器。由物理学可知，由两平行极板所组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 5 （1）测量导电液体的电容液位传感器 在液体中插入一根带绝缘套的 电极，由于液体是导电的， 容器和液体可看作电容器 的一个电极，插入的金属 电极作为另一个电极，绝 缘套管为中间介质，三者 组成圆筒电容器。 6 （2）测量非导电液体的电容液位传感器 电极浸没的长度与电容量 的变化量成正比关系，因 此测出电容增量的数值便 可知道液位的高度。 7 2、测量转换电路 电容传感器将被测量转换为电容变化后，必须采用测量电路将其转换为电压、电流或频率信号。 （1）交流电桥电路 （2）调频电路 （3）运算放大器电路 8 3、电容式液位变送器的外形结构及连接方式 电容式液位变送器电路接线及电位器位置示意图 电容液位变送器外形图 9 二、课题实施—电容式传感器液位检测 1、训练目的 （1）熟悉电容式传感器测量液位的基本原理及测量转换电路 ； （2）熟悉电容液位传感器的使用方法，初步掌握传感器的接线方法 ； （3）掌握电容液位传感器的安装工艺和调试方法 。 2、训练设备 电烙铁、万用表、兆欧表、电流（毫安）表、UYB系列电容液位变送器 。 10 3、训练步骤 （1）机械安装。 a）杆式变送器安装示例 b）缆式变送器安装示例之一 c）缆式变送器安装示例之二 UYB系列电容液位变送器安装图 11 （2）电路连接及调试 （3）记录数据 12 三、课题小结 （1）理解电容式传感器的基本工作原理 ； （2）了解电容式传感器的测量转换电路 ； （3）熟悉一般电容式液位传感器的外特性及接线方式 。 课题二 超声波传感器 14 一、基础知识 1、工作原理 超声波测液位是利用回声原理进行工作的。当超声波探头向液面发射短促的超声脉冲，经过时间后，探头接收到从液面反射回来的回音脉冲，就可以求出探头到液面的距离。 15 根据发射和接收换能器的功能，传感器又可分为单换能器和双换能器。 （1）单换能器的传感器。 16 （2）双换能器的传感器 发射和接收各由一个换能器担任。 17 2、外形结构及连接方式 超声波换能器利用压电陶瓷的压电效应来工作的，逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声波，可作为发射探头，而正压电效应是将超声振动波转换成电信号，可作为接收探头。 　 　 各种超声波换能器 18 3、超声波传感器的其他应用 （1）超声波测厚度 超声波测量厚度 1—双晶直探头 2—引线电缆 3—入射波 4—反射波 5—试件 6—测厚显示器 19 （2）超声波测密度 20 （3）无损探伤 无缺陷工件探伤及显示情况 有缺陷工件探伤及显示情况 材料缺陷的种类包括气孔、焊缝、裂纹，检测缺陷的手段可采用无损探伤超声波对材料进行无损检测。 21 二、课题实施—超声波传感器液位测量 1、训练目的 （1）了解超声波传感器测量液位的原理和结构 ； （2）熟悉超声波传感器外形结构及特点 ； （3）通过超声波测量距离的方法了解其液位测量等应用情况 。 2、训练设备 CSY系列传感器综合实验台、超声波传感器实训板、超声波传感器、示波器、电源等。 22 3、训练步骤 （1）认识超声波实训电路图 （2）测量并记录 超声波实训电路图 23 三、课题小结 （1）理解超声波传感器液位测量的基本工作原理 ； （2）熟悉常见超声波传感器的外形及结构 ； （3）熟练掌握超声波传感器用于液位测量的方法 ； （4）了解超声波传感器在测厚、测密度等方面的应用 。 24 模块总结 介绍了电容式传感器和超声波传感器液位测量的基本工作原理、外部特性和电容式传感器测量转换电路 ； 重点是两种传感器在液位测量中的应用 。 $$