• Chúng em đã tìm hiểu nhiều nguồn tài liệu khác nhau để bổ xung vào bài làm
• Chúng em đã làm hết sức mình để hệ thống sát với thực tế nhất
CHƯƠNG 4:BÀI DỊCH TÀI LIỆU CẢM BIẾN CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG VÀ MỨC ĐỘ
Cảm biến lưu lượng được sử dụng trong việc theo dõi và kiểm soát nhiều ứng dụng, có thể đo cả không khí và dòng chảy chất lỏng. Có rất nhiều cách xác định dòng chảy(lưu lượng, lưu lượng dòng chảy, dòng chảy thành lớp, dòng chảy hỗn loạn). Có rất nhiều công nghệ đáng tin cậy và các loại cảm biến sử dụng cho mục đích này. Một số công nghệ đã được áp dụng cho cả không khí và đo lưu lượng chất lỏng, như nguyên tắc hoạt động của mình giữ đúng trong cả hai ứng dụng. Các công nghệ khác cho vay mình để được luồng không khí hoặc dòng chảy chất lỏng cụ thể. Trong chương này, chúng tôi sẽ thảo luận về một số trong những kỹ thuật thường được sử dụng để đo cả hai luồng không khí và dòng chảy chất lỏng. Bổ sung cho dòng chảy đo lường là đo mức. Sử dụng cùng nhau, cảm biến lưu lượng và mức độ trả lời những câu hỏi cơ bản "bao nhiêu" trong phòng thí nghiệm và các ngành công nghiệp trên toàn thế giới. Cả hai quá trình đo lường cũng chia sẻ phân biệt được khá phức tạp
10.1 phương pháp để đo dòng chảy
Tốc độ dòng chảy thường thu được bằng cách firt đo vận tốc của một chất lỏng trong một ống, ống dẫn, hoặc cấu trúc khác và sau đó nhân với diện tích mặt cắt ngang được biết đến tại thời điểm đo. Phương pháp để đo lường luồng không khí bao gồm phong kế nhiệt, hệ thống đo lường áp lực khác biệt, và xoáy đổ bộ cảm biến.Phương pháp sử dụng để đo lưu lượng chất lỏng bao gồm hệ thống đo lường áp lực khác biệt, cảm biến xoáy đổ, cảm biến lưu lượng chuyển tích cực, tuabin dựa trên cảm biến tảng, cảm biến lưu lượng từ, và cảm biến lưu lượng siêu âm.
Phong kế nhiệt
Dây nhiệt của phong kế sử dụng nguyên tắc lượng nhiệt loại bỏ ra khỏi một cảm biến nhiệt độ làm nóng bởi một chất lỏng chảy có thể được liên quan đến vận tốc của chất lỏng.Các cảm biến này thường sử dụng một cảm biến nhiệt độ với nhóm điều khiển thứ hai để bù đắp cho những biến đổi trong nhiệt độ không khí.Cảm biến dây nóng có sẵn như công cụ điểm duy nhất cho mục đích thử nghiệm, hoặc trong mảng đa điểm cho lắp đặt hệ cố định
10.5 Cảm biến mức
Loại cảm biến mức chất lỏng
Như đã nói ở trên , mức độ cảm biến có liên quan chặt chẽ với dòng chảy cảm biến. Ứng dụng com-mon hầu hết sử dụng cho cấp cảm biến đo lường trong bể chứa và quá trình kiểm soát điều khiển. Một số công nghệ cảm biến cấp độ hiện đang có sẵn bao gồm áp suất thủy tĩnh , siêu âm , RF điện dung, từ giảo[hiện tượng hình dạng, kích thước của các vật từ (thường là sắt từ) bị thay đổi dưới tác dụng của từ trường ngoài (từ giảo thuận) hoặc ngược lại, tính chất từ của vật từ bị thay đổi khi có sự thay đổi về hình dạng và kích thước (từ giảo nghịch)] và các radar hệ thống
Thủy tỉnh
Đo lường mức độ sử dụng sự khác biệt áp suất thủy tĩnh dựa trên nguyên tắc sự khác biệt áp suất thủy tĩnh giữa trên và dưới cùng của cột chất lỏng nó có liên quan đến mật độ của chất lỏng và chiều cao của cột. Các bộ truyền áp suất được lắp đặt cho các ứng dụng giám sát mức độ . Các bộ truyền áp suất có thể được đặt ở xa. Tuy nhiên , điều này đòi hỏi các tập tin hiệu chuẩn của máy phát để bù đắp cho sự khác biệt độ cao giữa các bộ cảm biến và mức độ được đo.
mức được cảm nhận , hoặc dễ bị cắm .Hệ thống bọt xà bông chảy một lượng nhỏ khí nén (hay chất khí khác) thông qua một ống ngâm trong chất lỏng, với một lối thoát bằng hoặc thấp hơn mức chất lỏng theo dõi thấp nhất. Tốc độ dòng chảy của không khí được điều chỉnh để các tổn thất áp suất của không khí trong ống là không đáng kể và áp lực dẫn tại bất kỳ điểm trong ống là xấp xỉ bằng với đầu thủy tĩnh của chất lỏng trong bồn chứa.
Tính chính xác của công nghệ cảm biến thủy tĩnh liên quan đến tính chính xác của cảm biến áp suất mà sử dụng.
sss Điểm đặc biệt thông minh là áp suất (DP) máy phát có thể được điều chỉnh để đo mức độ cảm biến và đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, công nghệ cảm biến này đang được sử dụng phổ biến . Máy phát thông minh 4-20 mA tương tác với hệ thống điều khiển phân tán từ xa (DCS), bộ điều khiển logic lập trình (PLC), và hệ thống điều khiển khác. Thủy tĩnh bồn chứa(HTG) là một ứng dụng mới nổi .Kỹ thuật này được ứng dụng để đo chính xác lượng chất lỏng còn lại và theo dõi quá trình trong bồn chứa. Việc đo mức chất lỏng có thể được kết nối với bảng kỹ thuật số để truy cập máy tính từ xa.
Sóng Siêu Âm
Cảm biến mức sóng siêu âm phát ra sóng âm thanh và bề mặt chất lỏng phản ánh các sóng âm thanh trở lại nguồn. Thời gian vận chuyển được tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa các bề mặt chất lỏng và máy phát. Các cảm biến này rất lý tưởng cho mức không tiếp xúc cảm biến chất lỏng rất nhớt như cao su dầu nặng và bùn. Thực tế có những giới hạn của phương pháp này bao gồm:
• Bọt trên bề mặt có thể hấp thụ âm thanh • Tốc độ của âm thanh thay đổi theo nhiệt độ • Sự hỗn loạn có thể gây ra đọc không chính xác
số cải tiến so với phương pháp điện dung tần số vô tuyến cơ bản bao gồm Thiết bị phát mức độ điện dung làm việc theo nguyên tắc một mạch điện dung có thể được hình thành giữa một tàu thăm dò và thành mạch. Sự thay đổi điện dung có một sự thay đổi trong mức độ chất lỏng bởi vì tất cả các chất lỏng thông thường có một hằng số điện môi cao hơn so với không khí. Máy dò kết nối với một máy phát RF gắn bên ngoài trên xe tăng. Truyền tải đo mức độ có thể được trong dạng khác nhau và các công cụ nhận được có thể là một máy tính một máy ghi biểu đồ một hệ thống điều khiển phân tán một bộ điều khiển logic lập trình. Các cảm biến này rất hữu ích trong cảm nhận mức độ của một loạt các chất lỏng và bùn và hóa chất lỏng như dung dịch nước vôi và hữu cơ. Cũng có thăm dò kép cảm biến mức điện dung có thể được sử dụng để cảm nhận giao diện giữa hai chất lỏng có hằng số điện môi rất khác nhau. Các cảm biến này là chắc chắn dễ sử dụng không chứa bộ phận chuyển động và rất đơn giản để làm sạch. Chúng có thể được thiết kế cho nhiệt độ rất cao và áp lực và ứng dụng.
Có những khác biệt của các hệ thống cơ bản được gọi là tần số vô tuyếntrở kháng và tần số vô tuyến nhận vào. (trở kháng là tổng chống lại dòng điện trong một xoay chiều hay tần số vô tuyến mạch nạp là đối ứng của trở kháng và các biện pháp cách dễ dàng dòng điện những kỹ thuật này cung cấp một độ tin cậy tốt hơn và một phạm vi lớn hơn của các ứng dụng trong một mạch.
Từ giảo
Thiết bị phát cấp từ giảo được dựa trên nguyên tắc rằng một từ trường bên ngoài có thể được sử dụng để gây ra sự phản ánh của một sóng điện từ trong ống dẫn sóng được xây dựng bằng vật liệu từ giảo. Thăm dò gồm có ba thành viên đồng tâm các thành viên ngoài cùng là một ống bảo vệ bên ngoài. Bên trong các đường ống bên ngoài là một ống dẫn sóng, mà là một yếu tố hình thành được xây dựng bằng vật liệu từ giảo. một xung thẩm vấn thấp
Điện tử truyền xuống các ống dẫn sóng tạo ra một trường điện từ dọc theo
chiều dài của ống dẫn sóng. Khi từ trường của một nam châm gắn bên trong phao, Một xung dòng xoắn hoặc ống dẫn sóng xoắn, Kết quả ống xoắn dẫn sóng này sẽ bị mất xung trở lại. thời gian giữa thời điểm bắt đầu các xung ban đầu và phát hiện các xung trở lại được sử dụng để xác định tỉ lệ đo lường mức độ chính xác cao và độ tin cậy
Trong mười năm vi sóng hoặc radar công nghệ trong quá khứ được dung dể đo lường mức độ đã thường được sử dụng. Đây là một lĩnh vực thay đổi nhanh chóng, Trước đây là công nghệ này chỉ được sử dụng trong độ chính xác cao, nhưng sự phát triển cảu kĩ thuật mới và sản xuất hang loạt đã dẫn đến radar trở thành chi phí cho các ứng dụng đa dạng hơn.
Mức độ nhận biết sóng radar
năng lượng được phản xạ trở lại cảm biến từ bề mặt của các vật được đo thời gian của các sóng này phản xạ trờ lại tín hiệu này dung để đo tốc độ.
Mức radarcos thể chia thành hai khu vực chính radar thông qua không khí hướng dẫn sóng radar(GWR)còn được gọi là radar xung vi sóng(MIR)radar thông qua không khí có thể được tiếp tục chia thành hai loại: Thời gian sóng xung bay và tần số điều chế sóng liên tục(FMCW. Mặc dù cả hai tín hiệu sử dụng vi sóng bắn vào không gian nơi trên chất được đo, Xử lý tín hiệu trở lại, Thao tác và kết quả tính toán khoảng cách khác nhau. GWR
Không giống như thông qua hệ thống radar không khí GWR là một công nghệ xâm lấn. Nó xuất hiện tương tự như công nghệ cảm biến RF nhận vào. Nhưng nó không có khả năng tương tự như cống lại ấp suất,nhiệt độ hoặc sơn sản phẩm. Xung năng lượng điện từ được phát ra từ đầu máy phát xung ống dẫn sóng
Khi tín hiệu đạt đến một điểm mà sự thay đổi trong hằng số điện môi xảy ra,thường ở bề mặt của chất,một số tín hiệu được phản xạ trở lại.Số lượng tín hiệu phản xạ trở lại do tỉ lệ thuận với sự khác biệt trong điện môi liên tục giữa ống đẫn sóng và chất.Trong thời gian ngắn,chất có điện môi cao hơn dẫn tín hiệu trở lại mạnh mẽ
Đo lường mức độ chính nó là một chức năng của thời gian từ khi các tín hiệu điện từ được phát ra vào thời gian mà kết quả nhận được tiếng vang nhận được. Công nghệ radar này thường được gọi là thời gian reflectometry miền (TDR) radar. Công tác tuyên truyền của các tín hiệu cùng một ống dẫn sóng không loại bỏ tiếng vọng sai lầm và giúp giảm thiểu mất tín hiệu do bụi hoặc hơi. Ngoài ra, hoạt động có thể có trong các ứng dụng với việc thay đổi độ ẩm không gian hơi hoặc dao động sản phẩm hằng số điện môi. Nó nên, tuy nhiên, lưu ý rằng, như tất cả các loại máy đo radar, vật liệu điện môi thấp
dụng. Hệ thống ống dẫn sóng kép có xu hướng cung cấp sự linh hoạt lớn hơn một chút và rất thích hợp cho các phép đo giao diện, vật liệu với một điện môi thấp, hoặc nơi bọt là hiện tại. Vị trí của một giao diện chất lỏng được đo bằng cách sử dụng một phần của xung điện từ ban đầu không được phản ánh bởi bề mặt của giai đoạn trên. Năng lượng này tiếp tục xuống ống dẫn sóng cho đến khi nó đáp ứng các giao diện chất lỏng / chất lỏng và một tỷ lệ phần trăm của nó là phản hối về đo lường. Hằng số điện môi của giai đoạn trên đã được biết đến để cho một phép đo chính xác được thực hiện, kể từ khi thiết bị điện tử đo phải bồi thường cho sự thay đổi dẫn đến tốc độ của các xung điện thông qua các giai đoạn trên, vì nó sẽ khác so với các tốc độ của nó thông qua các không gian không khí.
Radar thông qua không khí
Radar xung, hoặc chuyến bay thời gian-xung, tương tự như phương pháp siêu âm đo mức. Một xung radar là nhằm vào các bề mặt của chất được đo và thời gian cho các xung trở lại được sử dụng để tìm thấy mức độ. Phương pháp này sử dụng năng lượng thấp hơn so với FMCW và hiệu quả của nó có thể bị ảnh hưởng bởi bọt, các chướng ngại vật trong con tàu, và vật liệu điện môi thấp
Hệ thống FMCW không xâm lấn và liên tục phát ra tín hiệu tần số quét.Trong loại công nghệ radar, khoảng cách được suy ra từ sự khác biệt về tần số giữa truyền và nhận tín hiệu tại bất kỳ thời điểm nào. Mặc dù kỹ thuật này cung cấp một phép đo suy luận, nó có thể cực kỳ chính xác. Mức độ xử lý tín hiệu kết hợp với đồng hồ đo FMCW radar và các yêu cầu năng lượng kết quả có nghĩa là thiết bị đo hai dây của loại này là chỉ thích hợp cho các ứng dụng đơn giản, với hầu hết các ứng dụng đòi hỏi các thiết bị bốn dâ Lựa chọn một loại ăng-ten thích hợp và kích thước là một yếu tố quan trọng để đạt được một chùm tia tập trung và đầy đủ trở lại tiếng vang. Cả hai hình nón và ăng-ten parabol được để vào sử dụng cho các kỹ thuật thông qua
không khí . Ăng-ten hình nón có xu hướng giữ các tín hiệu trong hẹp , con đường đi xuống trong khi các ăng-ten có xu hướng tạo ra một đường dẫn tín miền (TDR) radar. Công tác tuyên truyền của các tín hiệu cùng một ống dẫn sóng không loại bỏ tiếng vọng sai lầm và giúp giảm thiểu mất tín hiệu do bụi hoặc hơi. Ngoài ra, hoạt động có thể có trong các ứng dụng với việc thay đổi độ ẩm không gian hơi hoặc dao động sản phẩm hằng số điện môi. Nó nên, tuy nhiên, lưu ý rằng, như tất cả các loại máy đo radar, vật liệu điện môi thấp có thể gây ra vấn đề. Ngoài ra, các hướng dẫn có thể bị hư hỏng hoặc bị ăn mòn.Hệ thống có sẵn với ống dẫn sóng cả đơn và đôi, tùy thuộc vào ứng dụng. Hệ thống ống dẫn sóng kép có xu hướng cung cấp sự linh hoạt lớn hơn một chút và rất thích hợp cho các phép đo giao diện, vật liệu với một điện môi thấp, hoặc nơi bọt là hiện tại. Vị trí của một giao diện chất lỏng được đo bằng cách sử dụng một phần của xung điện từ ban đầu không được phản ánh bởi bề mặt của giai đoạn trên. Năng lượng này tiếp tục xuống ống dẫn sóng cho đến khi nó đáp ứng các giao diện chất lỏng / chất lỏng và một tỷ lệ phần trăm của nó là phản hối về đo lường. Hằng số điện môi của giai đoạn trên đã được biết đến để cho một phép đo chính xác được thực hiện, kể từ khi thiết bị điện tử đo phải bồi thường cho sự thay đổi dẫn đến tốc độ của các xung điện thông qua các giai đoạn trên, vì nó sẽ khác so với các tốc độ của nó thông qua các không gian không khí.
Radar thông qua không khí
Radar xung, hoặc chuyến bay thời gian-xung, tương tự như phương pháp siêu âm đo mức. Một xung radar là nhằm vào các bề mặt của chất được đo và thời gian cho các xung trở lại được sử dụng để tìm thấy mức độ. Phương pháp này sử dụng năng lượng thấp hơn so với FMCW và hiệu quả của nó có thể bị ảnh hưởng bởi bọt, các chướng ngại vật trong con tàu, và vật liệu điện môi thấp
tần số giữa truyền và nhận tín hiệu tại bất kỳ thời điểm nào. Mặc dù kỹ thuật này cung cấp một phép đo suy luận, nó có thể cực kỳ chính xác. Mức độ xử