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生改變，即：磁致伸縮現象，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中的永磁鐵，另一個來自傳感器電子倉中的電子部件產生的激勵脈沖。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。當與磁環中的永磁場相交時，由于磁致伸縮現象，波導絲產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。這個過程是連續不斷的，所以每當磁環位置改變時，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的模塊組裝式液位傳感器，它提供高速、可靠和的數據處理和通訊。

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、高穩定性、高可靠性、響應時間快、工作壽命長等優點。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品嚴格按照GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 通用要求》、GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 隔爆型“d” 》GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 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督檢驗站頒發的防爆合格證。隔爆標志：EXdⅡBT6。本質安全標志：EXiaⅡCT6。

液位傳感器可廣泛應用于：

◆工業現場液位測量與控制

◆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個按鍵的產品。

• Z鍵用于進入提示數據設置界面和移位；
• S鍵用于進入數據設置界面、增加數字和數據保存；
• M鍵用于數據保存。

注：在三按鍵模式下，任何時候都可以按下“M“鍵，保存當前的設置數據。

 “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鍵用于進入提示數據設置界面和移位；
• S鍵用于進入數據設置界面、增加數字和數據保存。

注：在雙按鍵模式下，輸入數據時，必須等左下角的下箭頭閃爍時，才能通過按下“Z”鍵保存設置數據。

4.1.數據設置方法

現場設置參數分為“直接數字輸入”和“菜單選擇”兩種類型。

4.1.1“直接數字輸入”設置方法

當左下角的“88”字符顯示1～7時，表明變送器處于現場組態模式，此時可以通過按鍵輸入密碼、修改參數、或者進行遷移。

數據設置過程中，“S”鍵用于調整數字和小數點，“Z”鍵用于移位，“M”鍵用于保存。

設置過程如下：

• 按下S鍵進入數據設置界面，同時符號位開始閃爍，表示可修改符號位。
• 若再次按下S鍵，可以切換數據的正負（正號用上箭頭表示）。
• 按下Z鍵，數字位開始閃爍，表示可修改，此時長按或連續多次按下S鍵，設置數字在0~9之間循環。
• 再次按下Z鍵，可依次設置第二位到第五位數字，設置方法*相同。
• 設置完第五位數字后，按下Z鍵，開始設置小數點。四個小數點同時開始閃爍，表示可以設置小數點，此時按S鍵，小數點位置循環切換。
• 小數點設置完成后，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，可重新開始設置數據。

注：若為“三按鍵”操作模式，在數據設置過程中，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、現場組態功能

5.1.1 組態數據設置

現場使用按鍵組態時，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，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，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）發生變化，循環顯示“電流、百分比、主變量、溫度”,當所需要的顯示變量（如：主變量）出現在屏幕上時，松開“S”鍵，即實現了將顯示變量“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，液晶左下角“88”字符顯示“70”；
• 在第二輸出電流校準狀態，閉合Z鍵5秒，進入4毫安校準狀態，液晶左下角“88”字符顯示“71”；
• 在第二輸出電流校準狀態，閉合S鍵5秒，進入20毫安校準狀態，液晶左下角“88”字符顯示“72”；
• 在4毫安校準狀態或20毫安校準狀態時，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毫安校準狀態或20毫安校準狀態時，不閉合任何按鍵10秒，結束調節，并保存調整值；

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