Журнал "Новости Электроники", номер 15, 2008 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 15, 2008 год.Оптические датчики уровня жидкостиАндрей Еманов (КОМПЭЛ) В статье будут рассмотрены как уже известные оптические датчики уровня жидкости широкого применения серии LLE, так и датчики серии POS, о которой мы рассказываем впервые.

Введение

Оптические датчики уровня жидкости нашли широкое применение в различных областях промышленного, медицинского и бытового оборудования. Высокая надежность и простота интеграции делает их привлекательными для использования в различных приложениях.

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.

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   Стандартная
температура
(-20...80°С) Высокая
температура
(-40...125°С)   LLE101000 LLE101101   LLE102000 LLE102101   LLE103000 LLE103101   LLE105000 LLE105100   LLE205000 LLE205100 LLE305000 LLE305100 Время срабатывания 50 мкс и выше (1 сек в этаноле) Выходной сигнал Цифровой (логическая единица в воздушной среде) Напряжение питания +5...+12 В ± 5% Ток потребления 15 мА при +5 В 5 мА при +5 В Корпус Пластик LLE101/102/103   Металл LLE205/305

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   Стандартная температура
(-25...100°С) Высокая температура
(-25...140°С)   Выходной сигнал NPN NO POS187311 POS287311 Выходной сигнал NPN NC POS187312 POS287312 Выходной сигнал PNP NO POS187313 POS287313 Выходной сигнал PNP NC POS187314 POS287314 Напряжение питания +12...+28 В Ток потребления 25 мА Корпус Нержавеющая сталь

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.

 

 

 

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.