磁致伸縮液位傳感器

一、概述

在鐵磁質(zhì)中磁化方向的改變會引起介質(zhì)晶格間距的改變，從而使得鐵磁質(zhì)的長度和體積發(fā)生改變，即：磁致伸縮現(xiàn)象，也稱為威德曼效應(yīng)，其逆效應(yīng)稱為維拉里效應(yīng)。

磁致伸縮傳感器的原理是利用兩個不同磁場相交時產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號，然后計(jì)算這個信號被探測所需的時間周期，從而換算出準(zhǔn)確的位置。這兩個磁場一個來自磁環(huán)中的永磁鐵，另一個來自傳感器電子倉中的電子部件產(chǎn)生的激勵脈沖。激勵脈沖沿傳感器內(nèi)用磁致伸縮材料制造的波導(dǎo)絲以聲速運(yùn)行。當(dāng)與磁環(huán)中的永磁場相交時，由于磁致伸縮現(xiàn)象，波導(dǎo)絲產(chǎn)生的機(jī)械振動形成一個應(yīng)變脈沖。應(yīng)變脈沖很快便被電子倉中的感測電路探測到。從產(chǎn)生激勵脈沖的一刻到應(yīng)變脈沖被探測到總的時間乘以固定的聲速，我們便能準(zhǔn)確的計(jì)算出磁鐵的位置變化。這個過程是連續(xù)不斷的，所以每當(dāng)磁環(huán)位置改變時，新的位置會迅速被測量出來。由于輸出信號是真正的值，而不是比例的或需要再放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，更不必像其他傳感器那樣需要定期重標(biāo)。

二、磁致伸縮液位傳感器簡介

磁致伸縮液位傳感器為我公司開發(fā)的模塊組裝式液位傳感器，它提供高速、可靠和的數(shù)據(jù)處理和通訊。

液位傳感器提供多種輸出模式，包括模擬量的電壓和電流，數(shù)字量的RS485等。輸出信號可以提供多個位置和溫度輸出。詳盡的多功能輸出模式，為客戶提供了更多的選擇。

液位傳感器為非接觸式，磨損。具有高分辨率、高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、響應(yīng)時間快、工作壽命長等優(yōu)點(diǎn)。傳感器不用重新標(biāo)定，也不用定期維護(hù)。

液位傳感器的防爆產(chǎn)品嚴(yán)格按照GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 通用要求》、GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 隔爆型“d” 》GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 本質(zhì)安全型“i” 》的要求研制、設(shè)計(jì)、制造。并取得國家儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗(yàn)站頒發(fā)的防爆合格證。隔爆標(biāo)志：EXdⅡBT6。本質(zhì)安全標(biāo)志：EXiaⅡCT6。

液位傳感器可廣泛應(yīng)用于：

◆工業(yè)現(xiàn)場液位測量與控制

◆油罐液位測量

◆化工過程液位控制

◆制藥罐液位控制

◆食品飲料液罐控制

◆大壩水位監(jiān)控

◆飲用水和污水處理等

◆汽輪機(jī)氣阻閥門開度的檢測與控制

◆水輪機(jī)導(dǎo)葉開度的檢測與控制

◆其它機(jī)械定位和位移檢測等
三、主要技術(shù)性能指標(biāo)

• 量程范圍（mm）  80～24000mm

★ 非線性誤差      ±0.05%FS；200mm以下大誤差100 μm

★ 重復(fù)性誤差      ≤0.002%FS

★ 分辨率          ≤0.02mm

★ 遲致            ≤0.002%FS

★ 供電電壓:       24VDC

★ 輸出形式/工作電壓

          輸出信號：4?20mADC、4?20mADC/HART

  數(shù)字信號：RS485

★ 工作溫度       -40～+120℃

★ 測桿材料        0Cr18Ni9（304）

                   316不銹鋼（特殊定制）

★ 電子倉外殼材料  0Cr18Ni9（304）

★ 外殼防護(hù)等級    IP65  

★ 接線方式  PWR/COMM+ (+24VDC)  PWR/COMM- (-24VDC) 

四、按鍵模式說明

標(biāo)準(zhǔn)的磁致伸縮液位計(jì)表頭上都有三個按鍵，分別為“M”、“S”、“Z”。也支持外部擴(kuò)展干簧管接口，實(shí)現(xiàn)不開蓋調(diào)整。此時支持兩個按鍵，分別為 “S”、“Z”。

針對這兩種應(yīng)用，本產(chǎn)品支持“雙按鍵”和“三按鍵”兩種操作模式。

“三按鍵”操作模式：操作更快捷，適用于LCD上具備3個按鍵的產(chǎn)品。

• Z鍵用于進(jìn)入提示數(shù)據(jù)設(shè)置界面和移位；
• S鍵用于進(jìn)入數(shù)據(jù)設(shè)置界面、增加數(shù)字和數(shù)據(jù)保存；
• M鍵用于數(shù)據(jù)保存。

注：在三按鍵模式下，任何時候都可以按下“M“鍵，保存當(dāng)前的設(shè)置數(shù)據(jù)。

 “雙按鍵”操作模式：這種操作模式通常用于外部只有2個非接觸按鍵的情況。

• Z鍵用于進(jìn)入提示數(shù)據(jù)設(shè)置界面和移位；
• S鍵用于進(jìn)入數(shù)據(jù)設(shè)置界面、增加數(shù)字和數(shù)據(jù)保存。

注：在雙按鍵模式下，輸入數(shù)據(jù)時，必須等左下角的下箭頭閃爍時，才能通過按下“Z”鍵保存設(shè)置數(shù)據(jù)。

4.1.數(shù)據(jù)設(shè)置方法

現(xiàn)場設(shè)置參數(shù)分為“直接數(shù)字輸入”和“菜單選擇”兩種類型。

4.1.1“直接數(shù)字輸入”設(shè)置方法

當(dāng)左下角的“88”字符顯示1～7時，表明變送器處于現(xiàn)場組態(tài)模式，此時可以通過按鍵輸入密碼、修改參數(shù)、或者進(jìn)行遷移。

數(shù)據(jù)設(shè)置過程中，“S”鍵用于調(diào)整數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，“Z”鍵用于移位，“M”鍵用于保存。

設(shè)置過程如下：

• 按下S鍵進(jìn)入數(shù)據(jù)設(shè)置界面，同時符號位開始閃爍，表示可修改符號位。
• 若再次按下S鍵，可以切換數(shù)據(jù)的正負(fù)（正號用上箭頭表示）。
• 按下Z鍵，數(shù)字位開始閃爍，表示可修改，此時長按或連續(xù)多次按下S鍵，設(shè)置數(shù)字在0~9之間循環(huán)。
• 再次按下Z鍵，可依次設(shè)置第二位到第五位數(shù)字，設(shè)置方法*相同。
• 設(shè)置完第五位數(shù)字后，按下Z鍵，開始設(shè)置小數(shù)點(diǎn)。四個小數(shù)點(diǎn)同時開始閃爍，表示可以設(shè)置小數(shù)點(diǎn)，此時按S鍵，小數(shù)點(diǎn)位置循環(huán)切換。
• 小數(shù)點(diǎn)設(shè)置完成后，按下Z鍵，左下箭頭開始閃爍，表示可以保存設(shè)置。
• 按下S鍵，保存設(shè)置；按下Z鍵，符號位開始閃爍，可重新開始設(shè)置數(shù)據(jù)。

注：若為“三按鍵”操作模式，在數(shù)據(jù)設(shè)置過程中，任何時刻都可以按下M鍵，以快速保存設(shè)置，而不必等到下箭頭閃爍時才可以保存設(shè)置。

下面舉例說明設(shè)置方法。假設(shè)原來的浮子量程上限為100cm，新輸入上限為400cm。

4.1.2“菜單選擇”設(shè)置方法

• 按下“S”鍵，進(jìn)入設(shè)置功能，此時右下角顯示的選擇項(xiàng)開始閃爍，表示可以設(shè)置新的選擇項(xiàng)。
• 按下“S”鍵，則依次切換各個選擇項(xiàng)。
• 切換到需要的選擇項(xiàng)，按下“Z”鍵，則將保存當(dāng)前顯示的選擇項(xiàng)；

五、現(xiàn)場組態(tài)功能

5.1.1 組態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置

現(xiàn)場使用按鍵組態(tài)時，LCD左下角“88”字符用于表示當(dāng)前設(shè)置變量類型，也就是當(dāng)前按鍵所執(zhí)行的設(shè)置功能。其對應(yīng)關(guān)系為：

5.1.2 顯示變量設(shè)置

液晶顯示屏能顯示“電流”、“百分比”、“主變量”、“溫度”四種變量的一種或交替顯示其中的兩種（間隔時間4秒）。在實(shí)時正常顯示狀態(tài)，使用S鍵能更改兩個顯示變量，當(dāng)兩個顯示變量設(shè)定為相同的參數(shù)，屏幕上固定顯示一種變量；當(dāng)兩個顯示變量設(shè)定為不同的參數(shù)時，屏幕上交替顯示兩種變量。

方法如下：按下“S”鍵，當(dāng)前顯示變量（如：電流）發(fā)生變化，循環(huán)顯示“電流、百分比、主變量、溫度”,當(dāng)所需要的顯示變量（如：主變量）出現(xiàn)在屏幕上時，松開“S”鍵，即實(shí)現(xiàn)了將顯示變量“電流”改為“主變量”。

例子：

假設(shè)當(dāng)前顯示變量為“電流”，需要設(shè)置為：交替顯示“主變量”和“百分比”。

步驟：

修改顯示變量：按下“S”鍵，液晶循環(huán)顯示“電流、百分比、主變量”,當(dāng)顯示“主變量”時，松開“S”鍵，即可。此時，液晶交替顯示“主變量”和“電流”。

修改第二個顯示變量：當(dāng)液晶顯示“電流”時，按下“S”鍵，液晶循環(huán)顯示“電流、百分比、主變量”,當(dāng)顯示“百分比”時，松開“S”鍵，即設(shè)置成功。

5.1.3第二輸出電流校準(zhǔn)

第二輸出電流可以通過按鍵校準(zhǔn)，校準(zhǔn)步驟如下：

• 在操作碼輸入界面輸入***70，進(jìn)入第二輸出電流校準(zhǔn)狀態(tài)，液晶左下角“88”字符顯示“70”；
• 在第二輸出電流校準(zhǔn)狀態(tài)，閉合Z鍵5秒，進(jìn)入4毫安校準(zhǔn)狀態(tài)，液晶左下角“88”字符顯示“71”；
• 在第二輸出電流校準(zhǔn)狀態(tài)，閉合S鍵5秒，進(jìn)入20毫安校準(zhǔn)狀態(tài)，液晶左下角“88”字符顯示“72”；
• 在4毫安校準(zhǔn)狀態(tài)或20毫安校準(zhǔn)狀態(tài)時，閉合Z按鍵，減少輸出電流；閉合S按鍵，增加輸出電流；步進(jìn)為16微安；
• 在4毫安校準(zhǔn)狀態(tài)或20毫安校準(zhǔn)狀態(tài)時，不閉合任何按鍵10秒，結(jié)束調(diào)節(jié)，并保存調(diào)整值；

4毫安調(diào)節(jié)范圍為3.8~4.2毫安，20毫安調(diào)解范圍為19~21.05毫安。