Оптические датчики уровня жидкости

 

Достоинства датчиков: Небольшие габаритные размеры; Отсутствие подвижных частей; Быстрый отклик; Широкий спектр измеряемых жидкостей; Выходной сигнал цифровой или PNP (NPN). Применение: Нефтехимическое оборудование; Медицинская техника; Компрессорное оборудование; Пищевая промышленность; Бытовая электроника.
перейти в раздел датчиков уровня жидкости

Датчик может монтироваться в боковой стенке сосуда, предназначенного для жидкости, на необходимой высоте регистрации уровня. Возможна установка нескольких датчиков на различной высоте, в зависимости от того, сколько необходимо градаций измерения или установки минимального - максимального уровня.

  Принцип действия

Все представленные серии инфракрасных датчиков уровня основаны на одном принципе действия, а именно - на изменении коэффициента преломления ИК-излучения на границе перехода двух сред. Одна из сред - линза самого датчика, а вторая - непосредственно окружающая среда, которая может быть воздушной в случае, когда уровень жидкости не достигает датчика, и жидкостной при достижении определенного уровня жидкости. В воздушной среде инфракрасное излучение ИК-светодиода отражается от внутренней поверхности линзы датчика и попадает в область фотоприемника, который регистрирует наличие ИК-излучения (см. рис. 1).

 

 

Рис. 1. Траектория ИК-лучей при отсутствии жидкости

Тогда как при контакте линзы с жидкостью условия для отражения света изменяются, и он уже по большей части не отражается, а проходит сквозь линзу, рассеиваясь в жидкости (см. рис. 2).  

Рис. 2. Траектория ИК-лучей при наличии жидкости

На выходе ИК-приемника электрическая схема производит обработку сигнала и в зависимости от серии датчика преобразует его в выходной цифровой сигнал или в сигнал логического уровня PNP(NPN).

  Серия LLE

Серия LLE представляет собой относительно недорогое решение. Датчики производятся как в пластиковом, так и в металлическом корпусе. Приборы данной серии характеризуются цифровым выходным сигналом и защитой от ошибочного подключения полярности питания и короткого замыкания, а также включают в себя схему защиты от повышенного напряжения и импульсов перенапряжения. Технические характеристики датчиков серии LLE приведены в таблице 1

Таблица 1. Состав серии и параметры датчиков LLE

Полусферическая чувствительная часть датчика изготовлена из полимерной композиции - полисульфона (UDEL P1700 Infrared Black). Она непосредственно контактирует с измеряемой средой и совместима с широким спектром жидкостей:

• Уксусная кислота - ледяная уксусная кислота - 10% аммиак - 88

• Гидроокись аммония - 10%

• Хлорид аммония - 10%

• Авиационный спирт

• Бензол

• Бензойная кислота

• Отбеливатель

• Морская вода

• Бутан

• Бутанол

• Азотистокислый кальций

• Хромовая кислота

• Этиловый спирт

• Циклогексан

• Муравьиная кислота

• Глицерин

• Гептан

• Соляная кислота 10%

• Серная кислота 10%

• Трансформаторные масла

• Скипидар

• Соляная кислота

• Перекись водорода

• Изопропанол

• Изооктан

• Керосин

• Олифа

• Магния сульфат

• Метанол

• Моторные масла

• Азотная кислота 10%

• Масло растительное

• Щавелевая кислота

• Эфиры нефти (бензин, лигроин и др.)

• Гидроксид калия 10%

• Гидроксид калия 50%

• Силиконовые жидкости

• Нитрат серебра

• Хлорид натрия

• Гидроксид натрия 10%

• Гидроксид натрия 50%

  Серия POS

Датчики POS представляют собой более дорогое, чем LLE, решение для индустриальных приложений. Серия выполнена только в металлическом корпусе из нержавеющей стали, с выходным логическим уровнем PNP или NPN и с защитой от ошибочного подключения полярности питания и короткого замыкания. Технические характеристики данной серии приведены в таблице 2.

Таблица 2. Состав серии и параметры датчиков POS

Чувствительная часть датчика выполнена в виде конуса из технического стекла, совместимого почти со всеми жидкими средами.

Заключение

Описанные серии оптических датчиков уровня вполне могут конкурировать с поплавковыми, а в иных случаях - и с ультразвуковыми датчиками. Широкий диапазон рабочих температур и отсутствие механических деталей в данных датчиках делают их привлекательными для новых разработок и решения различных задач.