微波傳感器、超聲波傳感器、雷達(dá)傳感器對于液位檢測的應(yīng)用范圍很廣,其特點(diǎn)在于不需要與產(chǎn)品直接接觸就能達(dá)到目的。這幾種技術(shù)都有能力繞過部分內(nèi)部障礙物,但各有其自身的局限性。
微波傳感器(雷達(dá)傳感器)使用電磁能量,而不是空氣分子傳輸能量,所以他們會穿透溫度和蒸汽層,可以在真空中使用。 電磁能量被反射的物體如金屬和導(dǎo)電性水具有高導(dǎo)電性能。
有兩種基本的處理技術(shù):時(shí)域反射(TDR:Time-Domain Reflectometry)是除以光速的速度飛行時(shí)間的測量; FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)技術(shù),可以發(fā)現(xiàn)在多普勒系統(tǒng)。 微波傳感器采用非接觸式技術(shù),可在不同的頻率執(zhí)行,是具有頻率高、更準(zhǔn)確以及價(jià)格昂貴的傳感器 。
超聲波和雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣,其特點(diǎn)在于不需要與產(chǎn)品直接接觸就能達(dá)到目的。當(dāng)然,它們確實(shí)都需要一個(gè)位于罐頂部的接入點(diǎn)(除了穿墻測量點(diǎn))。
超聲波傳感器發(fā)出高頻率的聲波被反射回發(fā)射換能器檢測。聲波脈沖發(fā)送入罐內(nèi)后,傳感器檢查回聲返回時(shí)間。綜合濕度和溫度因素,它可以計(jì)算到表面的距離。超聲波測量受到湍流、泡沫、蒸汽和濃度變化的影響。超聲波傳感器可用于連續(xù)點(diǎn)的檢測,具有廉價(jià)和高性能的特點(diǎn)。
另一種超聲波傳感器可以安裝在容器壁上,并且無需穿透就可采取液位觸點(diǎn)。聲波脈沖和回聲能確定另一面的容器壁上是否有固體或液體材料。在某些情況下,它甚至可以區(qū)分到底是液位超越其上還僅僅是一層粘在壁上的物質(zhì)。這種方法特別適用于無法使用電容測量,不能接觸被測量物,并不能對罐體穿孔的場合。
雷達(dá)—這項(xiàng)技術(shù)已在現(xiàn)場使用了25年以上,而近年來隨著其性能提高、成本下降,雷達(dá)技術(shù)的使用數(shù)量不減反增。過去,昂貴的價(jià)格、巨大的尺寸和極高的能耗使雷達(dá)傳感器只在用在不得不用的地方,但是現(xiàn)在它們的可用范圍越來越廣。雷達(dá)與超聲波類似,但限制更少,而且一般更為精確:微波脈沖能夠更好地識破泡沫和粉塵,而且受壓力和溫度的限制更小。
雷達(dá)傳感器可配置非接觸式探頭,或者采用延伸到介質(zhì)內(nèi)部的波導(dǎo)。非接觸式設(shè)計(jì)比較常見,但當(dāng)液體的介電常數(shù)很低且不能很好反射微波信號的情況下,導(dǎo)波方式就會變得很實(shí)用。導(dǎo)波裝置的探頭將能量傳入液體然后獲取其反饋,如產(chǎn)品接觸不存在問題,返回信號的強(qiáng)度會高得多。
雷達(dá)傳感器具有各種天線配置以滿足你的內(nèi)部空間和液體特性的特殊要求,以獲得最佳效果。此外,不同的頻率可為各種困難情況和液體特性提供各種有針對性的功能。
微波傳感器適用于潮濕、汽化和灰塵的環(huán)境,也可用于檢測系統(tǒng)中溫度的變化。
雷達(dá)傳感器尤其適用于有高內(nèi)壓、高溫、霧、蒸汽、急流以及其它問題的環(huán)境。目前最大的問題是泡沫,必須了解液體的介電常數(shù),泡沫大小或密度,泡沫層有多厚。建議導(dǎo)波裝置最好能過濾厚泡沫層的干擾。
和雷達(dá)相比,超聲波的適用溫度和壓力范圍相對更有限些。超聲波液位傳感器被用于具有高粘性的固體散料的非接觸式應(yīng)用,包括遙控器/無線監(jiān)控和工廠網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。