Оптические датчики уровня жидкости
Датчики уровня жидкости серии LLE компании Honeywell предназначены для определения наличия или отсутствия жидкости, то есть на выходе имеют два электрических уровня — высокий и низкий («да» либо «нет»). Эти датчики обладают рядом неоспоримых достоинств, делающих их весьма интересными с позиции функциональных возможностей и цены:
• высокая надежность твердотельной электроники;
• отсутствие подвижных частей;
• миниатюрный размер;
• цифровой выход;
• очень широкий спектр измеряемых жидкостей;
• быстрый отклик;
• полисульфоновый корпус, обеспечивающий гигиеничность применения.
Датчики находят применение в нефтехимическом оборудовании, автоэлектронике, бытовой электронике, пищевой промышленности, медицинской технике, компрессорной технике, станкостроении; при обнаружении течей; в торговых автоматах.
В статье описана конструкция датчиков, параметры и основные принципы их работы.
Датчики уровня жидкости LLE закрепляются в стенке резервуара, предназначенного для жидкости, на необходимом для контроля уровне (высоте). Датчиков может быть установлено несколько на разной высоте, в зависимости от того, сколько градаций уровня необходимо контролиро-
вать. Приборы не предназначены для определения уровня сыпучих веществ. Жидкости, с которыми могут работать эти датчики, весьма разнообразны: вода, бензин, керосин, моторное и растительное масло, уайт-спирит, петролейный эфир, этиловый спирт, растворы солей и др.
Корпус датчика может быть выполнен из металла (нержавеющая сталь, либо никелированная латунь) или пластика. Пластиковые датчики представлены четырьмя разновидностями корпусов (LLE101000, LLE102000, LLE103000, LLE105000), а металлические двумя, это LLE205000 и LLE305000. Электрическое соединение возможно в двух вариантах: как встроенными проводами длинной 25 см, так и посредством разъема.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
На торце имеется полусферическая часть, выполненная из полимерной композиции — полисульфона (UDEL® Р1700 Infrared Black), которая отвечает за определение наличия жидкости. За этой полусферой находится чувствительная часть — инфракрасные свето-диод и фототранзистор с триггером (см. рис. 2).
В связи с использованием инфракрасного диапазона, прозрачность жидкости не имеет значения для измерения, так же как и ее неоднородность.
Основная идея работы датчика основана на изменении коэффициента преломления ИК-лучей на границе раздела двух сред: полисульфоновой линзы и воздуха или полисульфоновой линзы и жидкости. Главное требование к измеряемой среде заключается в том, чтобы она обеспечивала смачиваемость поверхности полусферы.
Так, на воздухе излученный ИК-светодиодом свет отражается от внутренней поверхности линзы (полусферы) и попадает по заданной траектории в область фотоприемника, который регистрирует наличие света (рис. За). 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.
На фотоприемник свет попадает уже с меньшей интенсивностью (рис. 36), и электронная схема формирует сигнал «есть жидкость» на выходе. Таким образом, точность определения уровня жидкости датчиком определяется размерами линзы и составляет единицы миллиметров.
Эти серии датчиков содержат в составе электронной схемы элементы защиты от переполюсовки, короткого замыкания, превышения напряжения и всплесков одиночных импульсов.
Среди параметров датчика есть время срабатывания при повышении уровня жидкости (Тср.п) и при уменыпе-
|
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДАТЧИКОВ СЕРИИ LLE
|
|
Диапазон давлений, атм
|
0...5 (для металлических 25)
|
|
Ток потребления, мА
|
15
|
|
Выходной ток, мА
|
10
|
|
Напряжение питания, В
|
5...12
|
|
Радиус полусферы, мм
|
3,5
|
|
Гистерезис, мм
|
2
|
|
Время срабатывания (этанол) при увеличении/ уменьшении уровня
|
50 мкс/1 с
|
нии (Тср.у). При повышении уровня жидкости Тср.п = 50 мкс, при уменьшении уровня Тср.у = 1 с (этанол). При понижении уровня жидкости время срабатывания больше, потому что остатки жидкости остаются какое-то время на линзе. Соответственно, чем больше вязкость жидкости, тем больше будет время срабатывания при уменьшении ее уровня.
Рабочая температура датчиков в пластиковом корпусе ле-
жит в диапазоне от -25...80°С. Расширенному температурному диапазону от -40...125°С соответствуют датчики в металлическом корпусе — LLE205000 и LLE305000.
|
