磁致伸縮液位傳感器

一、概述

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

磁致伸縮傳感器的原理是利用兩個不同磁場相交時產(chǎn)生一個應變脈沖信號，然后計算這個信號被探測所需的時間周期，從而換算出準確的位置。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用磁致伸縮材料制造的波導絲以聲速運行。當與磁環(huán)中的永磁場相交時，由于磁致伸縮現(xiàn)象，波導絲產(chǎn)生的機械振動形成一個應變脈沖。應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變脈沖被探測到總的時間乘以固定的聲速，我們便能準確的計算出磁鐵的位置變化。這個過程是連續(xù)不斷的，所以每當磁環(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。

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、響應時間快、工作壽命長等優(yōu)點。傳感器不用重新標定，也不用定期維護。

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

液位傳感器可廣泛應用于：

◆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

◆汽輪機氣阻閥門開度的檢測與控制

◆水輪機導葉開度的檢測與控制

◆其它機械定位和位移檢測等
三、主要技術性能指標

• 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）

★ 外殼防護等級    IP65  

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

四、按鍵模式說明

標準的磁致伸縮液位計表頭上都有三個按鍵，分別為“M”、“S”、“Z”。也支持外部擴展干簧管接口，實現(xiàn)不開蓋調整。此時支持兩個按鍵，分別為 “S”、“Z”。

針對這兩種應用，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鍵用于進入提示數(shù)據(jù)設置界面和移位；
• S鍵用于進入數(shù)據(jù)設置界面、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，保存當前的設置數(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鍵用于進入提示數(shù)據(jù)設置界面和移位；
• S鍵用于進入數(shù)據(jù)設置界面、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”鍵保存設置數(shù)據(jù)。

4.1.數(shù)據(jù)設置方法

現(xiàn)場設置參數(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”設置方法

當左下角的“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)、或者進行遷移。

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

設置過程如下：

• 按下S鍵進入數(shù)據(jù)設置界面，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（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，設置數(shù)字在0~9之間循環(huán)。
• 再次按下Z鍵，可依次設置第二位到第五位數(shù)字，設置方法*相同。
• 設置完第五位數(shù)字后，按下Z鍵，開始設置小數(shù)點。四個小數(shù)點同時開始閃爍，表示可以設置小數(shù)點，此時按S鍵，小數(shù)點位置循環(huán)切換。
• 小數(shù)點設置完成后，按下Z鍵，左下箭頭開始閃爍，表示可以保存設置。
• 按下S鍵，保存設置；按下Z鍵，符號位開始閃爍，可重新開始設置數(shù)據(jù)。

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

下面舉例說明設置方法。假設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”設置方法

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

五、現(xiàn)場組態(tài)功能

5.1.1 組態(tài)數(shù)據(jù)設置

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

5.1.2 顯示變量設置

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）。在實時正常顯示狀態(tài)，使用S鍵能更改兩個顯示變量，當兩個顯示變量設定為相同的參數(shù)，屏幕上固定顯示一種變量；當兩個顯示變量設定為不同的參數(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，即實現(xiàn)了將顯示變量“電流”改為“主變量”。

例子：

假設當前顯示變量為“電流”，需要設置為：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”,當顯示“百分比”時，松開“S”鍵，即設置成功。

5.1.3第二輸出電流校準

第二輸出電流可以通過按鍵校準，校準步驟如下：

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

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