Mis on magnetostriktiivne taseme saatja?

Magnetostriktiivne tasemeandur on teatud tüüpi tasemeandur. Seesmiselt kasutab see magnetostriktiivset põhimõtet ja ühendab selle kaasaegse elektroonikatehnoloogiaga, et mõõta impulsilainete vahelist aega, saavutades täpse taseme mõõtmise. Magnetostriktiivsed tasememõõturid töötavad lainejuhi impulsside abil. Töö ajal määratakse mõõdetud nihe algus- ja lõppimpulsside vahelise aja mõõtmisega, mille tulemuseks on kõrge mõõtmistäpsus.

Vedeliku taseme pidevaks mõõtmiseks kasutatakse kõrge{0}}eraldusvõimega magnetostriktiivse mõõtmise põhimõtet kasutavaid tasemeandureid. Nende põhimõte põhineb magnetostriktsiooni põhimõttel määratud magnetilise levitatsioonikeha asukohal. Need taseme saatjad on paigaldatud väljastpoolt, et tasemeindikaatorist mööda minna.

Mõõtmisprotsessi käivitab vooluimpulss. See vool tekitab ümmarguse magnetvälja magnetostriktiivsest materjalist juhile, mis on venitatud anduri toru sees. Mõõdetud punktis (vedeliku tasemel) toimib asendiandurina silindriline püsimagnetiga ujuk, mille magnetvälja jooned on impulssmagnetväljaga risti. Ujuki magnetväli tekitab juhis jõu. Nende kahe magnetvälja superpositsioon kutsub juhis esile mehaanilise laine. Anduri korpuse otsas muudab piesoelektriline keraamiline pikap selle mehaanilise laine elektrisignaaliks. Mõõdetud levimisviivitus määrab mehaanilise väändelaine alguspunkti, määrates seega ujuki asukoha ja saavutades kõrge{6}täpsusega mõõtmise.

Magnetostriktiivse taseme mõõturi vooluringi disain

Impulsside genereerimise ahel

Selles magnetostriktiivses tasememõõturisüsteemis toimib impulsside genereerimise ahel selle signaali saatjana, vastutades konkreetselt oluliste tegevuskäskude{0}}vooluimpulsside saatmise eest. See käsk mängib üliolulist rolli vedeliku taseme kõrguse anduri täpsel mõõtmisel.

Selle signaalisaatja põhiosa on FPGA, mis toimib nagu jaamaülem. FPGA-l on ülitäpne ajahaldustööriist ja ülesannete planeerimise süsteem.

Töötamise ajal genereerib FPGA eelnevalt-määratud nõuete alusel täpselt kindla laiuse ja sagedusega impulsi, kasutades ajahaldustööriista ja ülesannete planeerimise süsteemi. See sarnaneb jaamahalduri korraldusega väljastada kindlate ajavahemike järel kindla kestusega signaalilaine. Näiteks võiksime seada selle igas sekundis kiirgama 0,1 sekundit impulssi.

Kuid äsja genereeritud impulsssignaal on suhteliselt nõrk ega saa sujuvalt mööda lainejuhtjuhet soovitud asukohta liikuda. Siin tuleb võimsusvõimendisse -signaali edastava jaama teine ​​oluline liige. Võimsusvõimendi toimib nagu signaali jõujaam, mille ülesandeks on võimendada FPGA genereeritud nõrka impulsi signaali. Pärast võimendamist muutub algselt nõrk impulsssignaal piisavalt tugevaks, et levida kiiresti ja stabiilselt mööda lainejuhi traati, pakkudes tugevat tuge järgnevaks vedelikutaseme mõõtmiseks.

Tuvastusahel Selle intelligentse väikese detektiivi-magnetostriktiivse tasememõõturi-tuvastusahel toimib nagu signaalikütt, selle ülesandeks on püüda kinni lainejuhi juhtmest edastatavad nõrgad signaalid. Need signaalid on olulised vihjed vedeliku taseme mõõtmisel.

Kui lainejuhi traat on allutatud magnetväljale ja tekitab väändelaineimpulsi, kiirgab see väga nõrga signaali. Need signaalid on nagu kauged sosinad, tavaliselt ainult millivoltide või isegi mikrovoltide intensiivsusega. Lisaks on palju ümbritsevat müra, näiteks tööseadmete elektromagnetilised häired, mis toimivad nagu taustmüra ja summutavad kasuliku signaali kergesti. Seetõttu peab signaali hankimise ja tuvastamise ahel olema nii tundlik kui ka häirete{3}}kindel.

Tuvastusahela esimene võimas tööriist on madala-müraga operatsioonivõimendi (LNA). Nõrga signaali saabumisel võimendab LNA seda hoolikalt, muutes selle järgnevaks töötlemiseks selgemaks.

Kuid võimendatud signaal sisaldab endiselt palju soovimatut müra. Siin tuleb sisse ribapääsfilter; see toimib nagu nutikas signaalifilter. Ribapääsfilter laseb läbi ainult väändelaine impulsi sagedusele lähedase sagedusega signaale, blokeerides teiste sagedustega mürasignaale. Pärast võimendamist LNA-ga ja filtreerimist ribapääsfiltriga on järelejäänud signaal puhas signaal, mida vajame. See signaal saadetakse järgmisse etappi, kus anduri "aju" analüüsib ja töötleb seda edasi, et arvutada täpne vedeliku taseme kõrgus.

Signaalitöötlusahel

Magnetostriktiivse tasememõõturi meeskonnas, selles intelligentses väikeses detektiivis, toimib signaalitöötlusahel nagu vihjeanalüüsi ekspert. Selle ülesanne on sügavuti analüüsida ja töödelda tuvastusahelast edastatud signaali vihjeid, määrates lõpuks kindlaks vedeliku taseme täpse kõrguse.

Tuvastusahela signaal on analoogsignaal, nagu spetsiaalse iidse koodiga salvestatud vihjed, mida arvuti ja anduri aju ei mõista lihtsalt. Siin tulebki appi A/D-muundur. See toimib nagu kooditõlkija, vastutades selle iidse analoogsignaalide koodi tõlkimise eest kaasaegsesse digitaalsignaalide keelde, millest aru saavad nii arvuti kui ka aju.

Tõlgitud digitaalsed signaalid on nagu segane vihjete hunnik, mis nõuab täiendavat sorteerimist. Siin alustab oma tööd analüüsimeister FPGA. FPGA teostab esmalt nendele digitaalsignaalidele digitaalse filtreerimise, sarnaselt sõelaga, et eemaldada kõik järelejäänud lisandid, muutes signaali puhtamaks.

Järgmiseks peab FPGA leidma signaalist võtmeteabe-väändlaine saabumisajast-, näiteks leidma vihjete hulgast kõige olulisema ajapunkti. FPGA teostab tippude tuvastamise ja muude toimingute kaudu sisuliselt signaali kontrolli-, määrates täpselt kindlaks hetke, mil väändelaine signaal saavutab oma tugevaima punkti-vöördlaine saabumise aja.

Lõpuks, FPGA, analüüsimeister, tegutseb ka matemaatilise eksperdina. Tuginedes teadaolevatele tingimustele-vooluimpulsi ülekande ajastusele, lainejuhtjuhtmes väändelaine levimiskiirusele ja lainejuhttraadi pikkusele-kasutab see lainejuhttraadil ujuki asukoha arvutamiseks spetsiifilisi matemaatilisi algoritme. Kuna ujuki asend vastab vedeliku tasemele, saab määrata täpse vedeliku taseme anumas.

Sideahel Magnetostriktiivse nivoomõõturi intelligentsete detektiivide perekonnas toimib sideahel hõivatud teabeedastajana. Selle ülesanne on anduri poolt mõõdetud vedeliku taseme teave kiiresti ja täpselt edastada sinna, kus seda teavet vajatakse.

See teabekuller räägib soravalt mitut keelt, nagu RS485 ja CAN-siin, sarnaselt erinevate keelte rääkimisele. See saab valida teabe edastamiseks sobiva keele, lähtudes erinevatest tarneaadressidest ja tarnenõuetest.

Lineaarsus

Lineaarsus on vedeliku taseme mõõtmise täpsuse oluline näitaja. Ideaalis peaks magnetostriktiivne tasememõõtur mõõtma veetaset erinevatel kõrgustel. Iga 1 cm vedeliku taseme tõusu korral peaks väljundsignaal muutuma ühtlaselt. Näiteks 1 ühiku väärtuse suurenemine vastab signaali suurenemisele 2 cm võrra. Selles ideaalses olekus on vedelikutasemel ja väljundsignaalil täiuslik lineaarne seos – seda me nimetame lineaarsuseks. Kuid tegelikkuses võivad isegi intelligentsed detektorid teha vigu. Isegi ühtlase vedeliku taseme muutuse korral võib väljundsignaali muutus ideaalolekust erineda. Seda erinevust nimetatakse mittelineaarsuse veaks.

Kui maksimaalne viga kogu mõõtmisprotsessi jooksul ei ületa 1 cm, mis tähendab, et mittelineaarsuse viga on väiksem kui ±0,1%, on magnetostriktiivsel tasememõõturil suurepärane lineaarsus. Praktilistes rakendustes, näiteks tehaste suurtes vedelikumahutites, on hea lineaarsus oluline tegeliku vedelikutaseme täpseks määramiseks, tootmisohutuse ja normaalse töö tagamiseks.

Tundlikkus

Magnetostriktiivse tasememõõturi tundlikkus peegeldab selle võimet tuvastada vedeliku taseme muutusi. Kujutage ette vedelikuga täidetud anumat. Kui vedeliku tase muutub, väljastab magnetostriktiivne tasememõõtur vastava signaali. Ülitundlik tasememõõtur võib kiiresti reageerida isegi väikesele vedelikutaseme tõusule või langusele, mille tulemuseks on märgatav muutus väljundsignaalis.

Praktilises elus ja töös on ülitundlikud magnetostriktiivsed tasememõõturid väga kasulikud. Näiteks täppiskemikaalide tootmisel on vedeliku taseme nõuded paljudes keemilise reaktsiooni anumates äärmiselt ranged; isegi väikesed vedelikutaseme muutused võivad toote kvaliteeti mõjutada. Sel juhul on vedeliku taseme väikeste muutuste kiireks tuvastamiseks vaja ülikõrge tundlikkusega magnetostriktiivset tasememõõturit.

Korratavus

Magnetostriktiivse tasememõõturi korratavus on selle töökindluse test. Kui on antud ülesanne mõõta vedeliku taset fikseeritud kõrgusel akumulatsioonipaagis, siis kui näidik on töökindel, siis olenemata tehtud mõõtmiste arvust, seni kuni vedelikutase tegelikult ei muutu, peaks mõõtmistulemus olema ligikaudu sama. See on hea korratavus.

Praktilistes rakendustes on eriti olulised hea korratavusega magnetostriktiivsed tasememõõturid. Näiteks toiduainete ja jookide tootmisliinidel on vajalik toorainetaseme täpne kontroll säilitusmahutites, et tagada järjepidev materjalikasutus iga tootepartii puhul. Kui anduri korratavus on halb, mõõtes ebaühtlasi tasemeid, näiteks kõrgeid või madalaid tasemeid, põhjustab see ebastabiilse toorainekasutuse. Suurepärase korratavusega tasememõõtur võib anda stabiilseid ja usaldusväärseid tulemusi iga kord, kui see sama taset mõõdab.

Magnetostriktiivseid tasemeandureid on kolme tüüpi: pehme sond, kõva sond ja väline ujukisolatsioon. Saatja korpus koosneb kahest põhiosast: elektroonilisest osast ja anduriosast. Magnetostriktiivsete tasemeandurite eelised on järgmised:

1. Kõrge töökindlus: kuna magnetostriktiivsed tasemeandurid kasutavad lainejuhi põhimõtteid, pole liikuvaid mehaanilisi osi. Seetõttu puudub hõõrdumine ega kulumine. Kogu muundur on kapseldatud roostevabast terasest torusse ja ei puutu mõõdetava keskkonnaga kokku. Andur töötab usaldusväärselt ja sellel on pikk kasutusiga.

2. Kõrge täpsus: kuna magnetostriktiivsed tasemesaatjad töötavad lainejuhi impulsside alusel, määratakse nihe algus- ja lõppimpulsside ajastuse mõõtmise teel. Seetõttu on sellel kõrge mõõtmistäpsus ja eraldusvõime on parem kui 0,01%FS.

3. Kõrge ohutus: magnetostriktiivsetel tasememõõturitel on kõrge plahvatuskindel jõudlus. Need on oma olemuselt ohutud ja plahvatuskindlad-, tagades ohutu kasutamise. Need sobivad eriti hästi keemiliste toorainete ja tuleohtlike vedelike mõõtmiseks, välistades vajaduse mõõtmise ajal paagi kaane avada ning vältides käsitsi mõõtmisega kaasnevaid ohutusriske.

4. Mugav paigaldamine ja hooldus: Magnetostriktiivsed tasememõõturid paigaldatakse üldjuhul paagi ülaosas olevate toruavade kaudu. Need sobivad eriti hästi maa-aluste mahutite ja olemasolevate töömahutite jaoks. Paigaldamine ei tohiks häirida tavapärast tootmist.

5. Soodustab süsteemi automatiseerimist: Magnetostriktiivse tasememõõturi sekundaarne instrument kasutab standardset väljundsignaali, hõlbustades arvutisignaali töötlemist. See võimaldab hõlpsat võrgustumist ja parandab kogu mõõtesüsteemi automatiseerituse taset.

Magnetostriktiivsete tasemeandurite rakendused: kõrgtehnoloogilisi magnetostriktiivseid tasemeandureid kasutatakse taseme mõõtmiseks erinevat tüüpi mahutites. Seda tüüpi tasememõõturitel on suur täpsus, tugev keskkonnaga kohanemisvõime ja mugav paigaldus, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt taseme mõõtmise valdkondades, nagu nafta- ja keemiatööstus. See asendab järk-järgult teisi traditsioonilisi andureid, muutudes taseme mõõtmisel-kvaliteetseks tooteks.

Magnetostriktiivsete tasemeandurite tüüpilised rakendused ja paigaldus:

Horisontaalsete mahutite taseme mõõtmine: Magnetostriktiivne tasemeandur on paigaldatud ülaossa.

Vedeliku taseme vahepealseks reguleerimiseks tootmises: Magnetostriktiivsed tasemeandurid on paigaldatud-kõrvuti-.

Vertikaalsed õlipaagi rakendused: Magnetostriktiivne tasemeandur paigaldatakse painduva kaabli abil ülaossa.

Magnetostriktiivset tasemeandurit saab kasutada ka koos magnetilise ujuktaseme mõõturiga.

Magnetostriktiivne tasemeandur, asfaldihoidla ja muud rakendused ja paigaldusskeemid.

Magnetostriktiivsete nivoosaatjate valiku kaalutlused:

1. Tasememõõtur peaks ühilduma saidi -keskmise keskkonnaga. See hõlmab ümbritsevat temperatuuri, rõhku, vibratsiooni, lööke, konstruktsioonimaterjale ja keskkonna ühilduvust. 2. Kui mõõdetava keskkonna temperatuur on kõrge (100–200 kraadi), on soovitatav kasutada välist ujukandurit koos külgääriku paigaldusega.

3. Magnetostriktiivsetel tasememõõturitel on mõõtepimedad tsoonid nii mõõtevarda ülemises kui ka alumises otsas; seda tuleks mõõtevahemiku valimisel arvestada.

4. Tavaliselt kasutatav roostevabast terasest magnetujuk tasememõõturite jaoks on Ф45 × Ф56 × 15, mis nõuab DN50 või suuremat äärikühendust. Keermestatud tasememõõturite jaoks peavad kasutajad paigaldama äärikud või klambrid.