유량 센서의 작동 원리와 기술

센서 팁에 내장된 전극은 환경과 함께 콘덴서를 형성합니다. 매체는 유전 상수(DK 값)에 따라 전력 가치를 결정합니다. 센서 전극의 코일과 함께 공진 회로가 생성됩니다. 측정된 공진 주파수 및 매개변수화가 가능한 트리거 임계값에 따라 스위칭 신호가 트리거됩니다.

정전식 감응 센서는 기본적으로 개방형 커패시터와 같이 작동합니다. 측정 전극과 GND 전극 사이에는 전기장이 형성됩니다. 유전 상수 r이 공기보다 큰 재료가 전기장 안에들어가면 이 재료의 r에 따라 전기장의 용량이 증가합니다. 전자장치는 이러한 용량 증가를 측정합니다. 생성된 신호는 후속 신호 처리 중 평가되어 해당 크기에서 출력 스위칭이 이뤄지도록 합니다.

액체와 접촉하는 레벨 센서 또는 누설 센서. 광학 레벨 센서의 작동 원리는 센서 팁이 액에 또는 공기에 둘러싸여 있는지 여부에 따라 전반사를 위한 임계각의 변경에 기반합니다. 센서 팁이 액체에 의해 둘러싸여 있는 경우 광선이 액체로 편향되고 센서 출력이 스위칭 상태를 변경합니다. 액체 매체는 전기 도성이거나 탁하거나 투명할 수 있습니다. 누설 센서에서는 동일한 작동 원리가 사용됩니다.

액체와 접촉하지 않는 레벨 센서: 호스/라이징 파이프 조립을 위한 레벨 센서는 이와 비슷한 원리로 작동합니다. FFDK 16 역시 액체의 광편향 특성을 이용합니다. 액체가 없는 상태에서 방출된 빛은 수신기에게 직접 닿습니다. 액체가 검출 범위에 도달하는 경우 방출된 빛의 일부가 편향되어 더 적은 빛이 수신기에게 닿습니다. 이러한 빛의 변경은 센서에 의해 상응하게 평가될 수 있습니다. 광도체 버전 FSL 500C6Y00은 정확하게 이와 반대로 작동합니다. 액체가 없는 상태에서는 수신기에게 닿지 않습니다. 액체가 Array의 검출 범위에 도달하는 경우 방출된 빛의 일부가 수신기측으로 편향됩니다. 수신기에서의 이러한 빛 변경은 평가될 수 있습니다. 모니터링 범위가 약 5mm인 Array 구조의 장점은 거품 및 작은 기포에 의한 간섭이 강력한 섬유 광학 증폭기에 의해 감추어질 수 있다는 점입니다.

전위차계는 비율계량적 측정 원리를 이용하는 각도 변환기입니다. 수학적 관계는 AD 컨버터가 트리거 전압 UP 및 저항 값 RP에 독립적임을 보여줍니다.

이 원리를 레벨 측정으로 구현할 때는 준 슬라이딩 트랙에 무전위 전압원 UP에서 전압을 공급받는 전기 전도성 파이프를 사용합니다. 이 파이프를 따라 전류 흐름을 통해 선형 전압 강하가 발생합니다. 전도성 탱크 벽 또는 보조 전극의 등전위변에 이중극장을 형성함으로 매체는 슬라이더를 만듭니다. 두 개의 등가 대체 저항 RM1 및 RM2는 이를 1:1 분압기로 나타냅니다. 탱크 또는 보조 전극과 전압원 극 사이의 비대칭적 전압은 측정 신호 UM을 형성합니다. 이는 주입 레벨에 선형이고 파이프의 길이를 기준으로 전압원 UP 진폭의 절반에 대해 비율계량적입니다.

탱크 내 공정 자동화의 모든 주입 레벨 측정 중 거의 절반이 압력 센서에 의해 구현됩니다. 작은 압력 측정 범위와 동시에 높은 정확성이 요구됩니다. 1미터의 측정 높이마다 물 또는 수성 매체의 정수압은 약 100 mbar 정도에 불과합니다. 정학한 주입 레벨을 구하기 위해 매체의 밀도를 알고 상응하게 계산하거나 보정해야 합니다. 탱크가 무압력 상태인 경우 하나의 상대압 센서가 탱크 바닥 또는 그 근체에 있는 것으로 충분합니다. 압력이 가해지는 탱크의 경우 소위 탱크 내 헤드 압력을 계산에 반영해야 합니다. 이를 위해 두 번째 압력 센서가 필요합니다. 측정 높이가 작도 헤드 압력이 크게 설계되었을수록 정확한 측정은 항상 더 까다롭습니다. 두 압력 값의 차에서 형성되는 정수압 정보가 선택해야 하는 압력 센서 측정 범위에 비해 항상 더 작기 때문입니다.

초음파 센서는 초음파 신호의 측정된 작동 시간에 기반합니다. 이는 측정 대상 매체의 표면에서 반사되는 고주파 음파를 발신합니다. 매체는 액체나 과립, 분말일 수 있습니다. 투명하거나 기타 시각적으로 감지하기 어려운 개체는 초음파 센서로 명확하게 감지할 수 있습니다.

연속적인 레벨 측정용 초음파 센서의 경우 측정된 거리 값이 전압 값으로 센서에서 매체 표면으로 출력됩니다. 이때 출력 전류 또는 출력 전압은 주입 레벨 또는 매체 표면까지의 거리에 비례합니다.