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  • 液位計的磁開關最佳選擇-微傳VCS136X

    一、背景

    液位計是用來測量液體位置,如油、水或者其他液體,典型應用有汽車,石油化工,油箱,環保,醫療,自來水等自動化控制系統的液體位置檢測等。

    目前市面上的液位計根據原理不同,主要分為雷達、微波、磁致伸縮、磁浮子、磁翻板液位計幾類。其中應用比較廣泛的磁浮子和磁翻板液位計大都是采用干簧管進行液位測量,但是干簧管接觸點易產生抖動,易碎,體積大,不方便運輸,長期工作觸點易老化粘連?,F介紹一種利用AMR磁開關作為敏感元器件的液位傳感器,用AMR磁開關芯片替換干簧管,可以避免干簧管的諸多缺點,同時還能提高磁場檢測靈敏度和靈活調整BOP和BRP閾值(詳見下面對比表),下面以磁翻板液位計為例詳細介紹如下。

    圖1 AMR磁芯片和傳統干簧管的對比

    二、原理

    液位傳感器利用陣列式AMR開關作為敏感元器件感應檢測液位變化,與變送器,磁翻板液位計配合可真正實現液位的現場測量顯示和遠傳控制。磁翻板液位計是將與磁鐵組成一體的浮球置于非磁性的金屬浮筒中,浮筒內的磁性浮子隨容器中被測液位的升降而升降,浮子內的永久磁鐵通過磁性耦合驅動浮筒外部的磁性翻片翻轉180°。翻片兩面分別涂有不同顏色(通常為紅色和白色),以指示液位的位置,一般地,當容器內液位上升時,翻片由白色轉變為紅色,當容器內液位下降時,翻片由紅色轉變為白色,指示器的紅白交界處為容器內液位的實際高度。

    磁翻板液位計是工業生產中非常普遍使用的液位測量儀表,一般情況下,通過對紅白翻柱指示器,用戶便可以在現場實現對液位進行觀測與記錄。傳統磁翻板液位計必須用戶到現場觀測紅白翻柱指示器,液位測量精度低的同時又需花費巨大人力,因此能精確測量液位并能夠實現液位數據遠程實時傳輸的微傳AMR新型液位計迅速成為工業液位計的最佳選擇,VCS136X也成為了廣大液位計廠家的首選。

     

    三、應用

    液位遠傳裝置由UB型R/I轉換模塊和微傳AMR芯片做成的陣列型長條電路板組成,變送器的傳感器以捆綁的形式固定在磁翻板液位計的主導管外側,使其處于液位計同一磁耦合系統中。

    遠傳裝置用于測量感應位置的長條電路板其結構是通過一個與浮子測量管長度相同與接近的變送測量管,這個變送測量管內就是整齊排列的一排AMR磁開關VCS136X芯片,當磁性浮子隨液位上下移動時,對應液位位置的AMR磁開關芯片受浮子內磁場的作用導通,電阻鏈阻值發生變化,通過轉換模塊變送器將變化的電阻信號轉換成二線制4~20mA DC標準信號輸出,該信號可方便地通過相應的傳輸電纜傳送到控制室與電動型儀表、顯示儀配套使用,亦可與光柱指示、數字顯示調節報警儀配套使用,從而達到顯示、控制、調節和報警的目的。

    圖2 變送器(電阻信號轉換成二線制4~20mA DC標準信號輸出)

    圖3 液位測量控制原理圖

    四、磁開關產品特性

    五、典型應用電路

    圖4 液位計30cm原理圖參考設計電路

    本文以13pcsVCS136X為例(前面兩顆為0歐電阻調零位)進行詳細電路解說。

    圖5 13pcs磁開關電路詳解圖

    1)VCS136X電阻網絡,如上圖所示。13個VCS136X共電源VDD,共地GND。

    2)Vout和 GND之間的阻值為 Rs,由VCS136X 和電阻組成的電路確定。

    3)在VCS136X感應到磁場時,VCS136X中輸出引腳(VOUT)和地(GND)導通。

    4)隨磁場位置移動,U1~U13依次導通和斷開,RS阻值發生變化如下:

    U1導通時其它斷開,RS=R1。

    U2導通時其它斷開,RS=R1+R2。

    U3導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3。

    U4導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4。

    U5導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5。

    U6導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6。

    U7導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7。

    U8導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8。

    U9導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9。

    U10導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10。

    U11導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10+R11。

    U12導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10+R11+R12。

    U13導通時其它斷開,RS=R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10+R11+R12+R13。

    (其中R2和R3為0歐姆,前面三顆位置為起始調零位,防止跳變)

    說明:當磁性浮子隨液位上下移動時,對應液位位置的磁開關VCS136X受浮子內磁場的作用,電阻鏈阻值發生變化,通過轉換模塊將變化的電阻信號轉換成二線制4~20mADC標準信號輸出,該信號可方便地與電動型儀表、顯示儀配套使用,亦可與光柱指示、數字顯示調節報警儀配套使用,從而達到顯示、控制、調節和報警的目的。

     

    六、模組實物圖

    圖6 液位長條板

    七、應用場景圖

    圖7 磁浮子液位計應用

    圖8 磁翻板液位計應用

    創建時間:2022-05-06 17:06
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