磁致伸缩位移传感器电路系统的设计

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中央处理单元在磁致伸缩液位传感器中，中央处理单元采用性价比较高的单片机(Atmega8L)来实现磁致伸缩位移传感器中各个模块间的控制，其中，输出激励发生信号f0给信号激励发生电路，输出信号处理控制信号f6给信号处理电路，输出时间读取请求信息f7给高速计时电路;中央处理单元控制信号激励发生电路产生激励脉冲信号f1，并接收信号处理电路的回波到达信号f8。当回波到达信号f8到达时，中央处理单元从高速计时电路中读取时间信息f3，并通过滑动平均与防脉冲干扰的数字滤波方法计算出高精度的时间量，并将该时间量换算成位移量，经Profibus接口电路输出。单片机U8的外部中断输入端1与单片机U8的激励信号输出端26联接，单片机U8的LED控制输出端23、24、25分别联接有指示灯，单片机复位信号端29与复位电路联接，单片机U6的总线允许信号输出端11分别与485总线模块U12的发送允许端3、485总线模块U12的接收允许端2联接，单片机U8的串口数据发送端31与Profibus总线模块U12的数据发送端4联接，单片机U8的串口数据接收端30与Profibus总线模块U12的数据接收端1联接，单片机U8的电源输入正端4、6、18分别与+5V电源联接，单片机U8的模拟电压基准端20与+5V电源联接，单片机U8的电源输入负端3、5、21接数字地。
(磁致伸缩位移传感器电路系统的设计)

磁致伸缩液位计应用场合安装：
1、典型的安装方法，用来测量卧式储罐的液位时，采用顶部安装。
2、如用于生产中间液位控制时采用侧面安装。
3、测量大型立油罐的液位时采用软缆式顶部安装。
4、与磁翻板液位计配套应用时的安装方法。
5、测量沥青储罐等的液位时的安装方法。
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随着工业的不断发展，液位传感器被愈来愈多的行业所应用，在使用变送器的时候，我们需要注意一些问题，这样不仅仅使我们的测量更加准确，同时也能使我们的液位传感器使用的寿命更长。看看都有哪些需要注意的事项吧切勿用高于36V电压加到变送器上，否则会导致变送器损坏；
安装技巧如果现场环境有蒸汽，容易形成水珠附在的表面，并且的量程比实际要测量的距离大的面。这样可以大的能量返回。换能器安装的时候，要换能器的发射面和要被探测的液面平行，这样声波就可以垂直发射到被测物体表垂直安装三现场使用时候的安装注意事项面。
浮子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体;对于水平安装浮子流量计要保持水平，倾角不大于20度;对于垂直安装浮子流量计要保持垂直，倾角不大于20度;安装不符合要求;三测量误差大安装时一定要垂直或水平安装，不能倾斜，否则也容易引起卡表并给测量带来误差。
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(2)该储罐不可能出现全部充满二氯乙烷的时候,二氯乙烷在常温下会被气化。若出现此种情况储罐中的二氯乙烷将被气化对周围环境造成严重的的安全隐患,同时操作人员对该液位也不好控制。
(3)此测量方式的测量精度低,所测得的液位误差较大。抗干扰能力差,液位波动较大,工艺操作难度大。
根据以上原因的分析为了安全及测量准确度的考虑我们对该储罐液位测量进行实地观察,研究,反复论证发现该测量方式在一定的条件下是不能满足测量界面的目的。
2.2磁致伸缩液位计在界面测量当中的应用
争对单法兰液位计在测量界面方面存在测量精度低,误差大,抗干扰能力差等缺点。由于磁致伸缩变送器具有高精度,测量范围广,耐高温,耐高压的特点,采用磁致伸缩液位计进行测量该界面。其测量原理如图3所示。
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一、产品简介GCZ型磁致伸缩液位计是利用“磁致伸缩效应”所开发的测位产品，它由测杆、磁致伸缩线（敏感元件-波导线）、可移动磁环（浮子）和电子元件等部分组成。检测原理：测量时，电子仓中的电子元件产生电流脉冲，此电流同时产生一个环形磁场沿波导线向下传递。当电流脉冲的环形磁场与浮子固有磁场相遇时，二者相互作用产生瞬时扭力并在波导线上形成一个机械扭力波脉冲，此脉冲以固定的速度沿波导线传回到电子仓中，在线圈两端产生感应电流脉冲即返回脉冲。通过测量起始脉冲与返回脉冲之间的时间差就可以精确地计算出被测液面高度或液位。二、产品特点1、多功能：能同时检测液面、界面、温度、密度等产品特点2、多信号：绝对位置输出，既有RS485、也有4-20mA信号输出3、国内首创一支探棒可同时提供两个4-20mA信号：液面和界面（温度）4、高分辨率、精确度高、稳定性好、安全可靠；5、电磁兼容设计，抗浪涌、抗静电、抗电压瞬时跌落；6、不需要定期标定和维护，使用寿命长7、可与外浮筒式、磁翻板液位计配合使用
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磁致伸缩液位计的结构部分由不锈钢管（测杆）、磁致伸缩线（波导丝）、可移动浮子（内有*磁铁）等部分组成，液位计工作时，液位计的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在液位计测杆外配有一浮子，此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组*磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以地确定浮子所在的位置，即液面的位置。
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磁致伸缩液位计的技术优势：磁致伸缩液位计适合于高精度要求的清洁液位的液位测量，精度达到1mm，最新产品精度已经可以达到0.1mm。磁致伸缩液位计还可应用于两种不同液体之间的界位测量量。
磁致伸缩液位计为介质提供持续液位测量。通过磁致伸缩效应原理来确定浮球（液面或界面）的位置。测量过程中，穿过导管的特殊导电材料（磁致伸缩线）携带电流脉冲，电流脉冲在导管内产生沿磁致伸缩线的轴向磁场。位于液面或界面上的浮球内部装有永久磁钢，当浮球的磁场与电流脉冲产生的轴向磁场耦合时，产生一个扭应力，该扭应力以已知的速度从磁性浮球所在位置沿磁致伸缩线向两端传递，位于变送器壳体内的压电转换器接收到扭应力后，将其转换成电信号。从而使微处理器测得起始脉冲和返回信号的时间间隔后确定扭应力的起始点，进而精确地测量出浮球（液面或界面）的具体位置。
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