伺服式液位计的原理
lee · 2011-01-20 21:46 · 27670 次点击
长期以来,油田的油水界面测量一直是工业过程测量领域的一个难题,而油水界面这一参数对于每一个采油厂都是非常重要的,其中涉及到了财务结算等关键性的问题,所以急待解决。基于这种背景,我们对这一课题进行了攻关,经过反复的实践、摸索,终于成功地利用伺服式液位计解决了这一难题。伺服式液位计一直被广泛地用于储罐液位的高精确度测量,因为它是一种多功能仪表,既可以测量液位也可以测量界面、密度和罐底等参数。
伺服式液位计基于浮力平衡的原理,由微伺服电动机驱动体积较小的浮子,能精确地测出液位等参数。如图1所示,浮子用测量钢丝悬挂在仪表外壳内,而测量钢丝缠绕在精密加工过的外轮鼓上;外磁铁被固定在外轮鼓内,并与固定在内轮鼓的内磁铁耦合在一起。
当液位计工作时,浮子作用于细钢丝上的重力在外轮鼓的磁铁上产生力矩,从而引起磁通量的变化。轮鼓组件间的磁通量变化导致内磁铁上的电磁传感器(霍尔元件)的输出电压信号发生变化。其电压值与储存于CPU中的参考电压相比较。当浮子的位置平衡时,其差值为零。当被测介质液位变化时,使得浮子浮力发生改变。其结果是磁耦力矩被改变,使得带有温度补偿的霍尔元件的输出电压发生变化。该电压值与CPU中的参考电压的差值驱动伺服电动机转动,调整浮子上下移动重新达到平衡点。整个系统构成了一个闭环反馈回路(如图1所示),其精确度可达±0.7mm,而且,其自身带有的挂料补偿功能,能够补偿由于钢丝或浮子上附着被测介质导致的钢丝张力的改变