水位传感器原理及应用 PPT
汽车水位报警原理
汽车水位报警原理
汽车水位报警是一种安全警报系统，用于检测汽车冷却液或机油等液体的水位是否低于正常水平。
它的原理是通过传感器和警报装置的配合，实时监测液体的水位并发出警报，提醒驾驶员注意并采取相应的操作。
汽车水位报警系统一般采用浮球传感器或电极式传感器来检测水位。
浮球传感器包含一个浮球和一个开关装置，在液体上浮或下沉时，通过开关装置触发输出信号。
电极式传感器通常由两个电极构成，当液体接触到两个电极时，电路会闭合，发出相应的信号。
传感器的信号会被送往汽车的电控单元，该单元会实时监测传感器信号的变化。
如果水位下降到预设的警戒线以下，电控单元会触发警报装置发出声音或光触发警报灯。
这样，驾驶员就会立即意识到液体的水位异常，并及时采取措施，如添加冷却液或机油。
汽车水位报警系统的原理是基于液体的导电性质和传感器的触发机制。
通过准确地检测液体水位，系统能够帮助驾驶员预防车辆因为液体不足而引发的故障和损坏，提高行车安全性和车辆可靠性。
总之，汽车水位报警系统通过传感器监测液体的水位，实时反馈给驾驶员，提醒其采取相应的措施。
这一系统的原理简单而有效，是现代汽车安全装置的重要组成部分之一。
水温水位传感器 原理
水温水位传感器原理
水温水位传感器是一种用于测量水温和水位的装置，它的工作原理基于不同的物理原理。
对于水温的测量，常用的原理是热敏原理。
该原理利用了电阻、电容或者半导体材料随温度变化的特性来测量温度。
具体做法是通过将热敏材料放置在测量水体中，当温度变化时，热敏材料的电阻、电容或者导电性会相应发生变化，通过检测这些变化可以得知水温的变化情况。
而对于水位的测量，常用的原理有浮力测量原理和压力测量原理。
浮力测量原理是利用物体在液体中受到的浮力与液体的排斥力平衡的原理来测量水位。
具体做法是将一个浮体或者浮子放置在液体中，通过浮力的变化来检测水位的变化。
压力测量原理则是利用液体对物体施加的压力与液体的高度之间的关系来测量水位。
具体做法是将压力传感器放置在水体底部，当液体的高度发生变化时，传感器受到的压力也会相应变化，通过检测压力的变化可以得知水位的变化情况。
水温水位传感器通常会结合多种原理进行测量，以提高测量准确性和稳定性。
经过处理和转换，传感器会将温度和水位的信息转化为电信号输出，供其他设备使用或者进行数据处理。
这些传感器广泛应用于水利工程、环境监测、温泉浴缸等领域，为相关行业提供了重要的测量和监测手段。
传感器原理及应用物位传感器
传感器原理及应用
第16章 物位传感器
传感器原理及应用
16.1 概述 16.1.1 物位旳定义
物位是指设备或容器中液体或固体物料旳表面位置
液位、料位和界面总称为物位
16.1.2 物位检测旳意义及目旳
一是经过对液位或料位旳检测来拟定容器中旳原料、 产品或半成品旳数量，以确保连续生产或进行经济核实；
二是经过物位检测，了解物位是否在要求旳范围之内， 这对确保产品质量和产量，实现安全、高效、正常生产 具有主要意义
第16章 物位传感器
16.5.1 电容式物位计 对于圆筒型电容传感器
传感器原理及应用
其电容量为
Cx
2 2 H ln r2
2（1 L ln r2
H）
C0
2（2 1）H ln r2
C0
AH
r1
r1
r1
当圆筒形电容器旳几何尺寸L，r1和r2保持不变， 且介电常数也不变时，传感器旳输出电容量与
物位高度成线性关系
16.3.1 检测原理
经过检测液柱静压旳措施来
A
测量液位旳
H B
p pB pA gH
这就把液位旳检测转化为压力差或压力旳检测， 这么，只要选择合适旳差压或压力检测仪表 即可实现对液位旳检测。
第16章 物位传感器
传感器原理及应用
16.3.2 压力式液位计
基于测压仪表所测压力与液位高度成正比而测量液位旳
第16章 物位传感器
传感器原理及应用
目录
16.1 概述 16.2 直读式液位传感器 16.3 静压式液位传感器
16.4 浮力式液位传感器 16.5 电气式物位传感器 16.6 超声波物位传感器
第16章 物位传感器
《液位传感器》课件
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《液位传感器》PPT 课件
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目 录
• 液位传感器简介 • 液位传感器的应用 • 液位传感器的技术发展 • 液位传感器市场分析 • 液位传感器的发展挑战与对策 • 液位传感器案例分析
PART 01
液位传感器简介
液位传感器的定义
液位传感器的发展挑战与 对策
技术瓶颈与挑战
精度和稳定性问题
由于液体的性质和环境因素，液位传感器在测量过程中可能存在精 度和稳定性问题，需要不断改进和优化技术。
耐腐蚀和耐磨损性能
液位传感器在液体介质中工作，需要具备优良的耐腐蚀和耐磨损性 能，以保证长期稳定性和可靠性。
防爆和防漏电设计
对于易爆、易燃、有毒等危险液体，液位传感器需要具备防爆和防漏 电设计，以确保安全可靠。
市场需求预测
未来几年，随着智能制造和工业自动化的普及，液位传感器市场需求将持续增长，尤其在 新能源、环保、智能家居等领域将有更大的应用空间。
竞争格局展望
国内企业通过技术进步和产品创新，有望在高端市场取得突破，提升市场竞争力。同时， 行业整合和兼并重组将不可避免，将进一步优化市场结构。
PART 05
自动化生产
流体输送监控
液位传感器在工业生产中用于检测液 体存储容器中的液位高度，实现自动 化控制和调节，提高生产效率和产品 质量。
在石油、天然气等流体输送过程中， 液位传感器用于监测管道和储罐中的 液位，防止溢流和空罐现象，保障安 全生产。
化工过程控制
在化工生产过程中，液位传感器用于 监测反应釜、精馏塔等设备中的液位 变化，确保化学反应和分离过程的稳 定进行。
水位探头的工作原理
水位探头的工作原理水位探头是一种用于测量液体水位的装置，它可以广泛应用于工业、农业、环保等领域。
水位探头的工作原理是通过感应液体表面的变化来测量水位的高度。
本文将详细介绍水位探头的工作原理及其应用。
一、水位探头的工作原理。
1. 电容式水位探头。
电容式水位探头是一种常用的水位测量装置，它利用电容的变化来感知液体的高度。
当电容式水位探头浸入液体中时，液体与探头之间会形成一个电容器。
液体的介电常数会影响电容的大小，从而可以通过测量电容的变化来确定液体的高度。
2. 漂浮式水位探头。
漂浮式水位探头是利用浮力原理来测量液体水位的装置。
当液体水位上升时，浮子也会随之上升，通过测量浮子的位置来确定液体的高度。
漂浮式水位探头通常采用浮子和传感器相结合的方式来实现水位的测量。
3. 压力式水位探头。
压力式水位探头是利用液体压力的变化来测量水位的装置。
当液体的水位上升时，液体的压力也会随之增加。
通过测量压力的变化来确定液体的高度。
压力式水位探头通常采用压力传感器来实现水位的测量。
二、水位探头的应用。
1. 工业领域。
在工业领域，水位探头被广泛应用于储罐、水箱、水池等设备中，用于监测液体的水位。
通过实时监测水位，可以及时发现液体的泄漏、溢出等问题，保障生产安全。
2. 农业领域。
在农业领域，水位探头被用于农田灌溉系统中，用于监测水位，控制灌溉设备的运行。
通过精确控制水位，可以有效节约水资源，提高灌溉效率。
3. 环保领域。
在环保领域，水位探头被用于污水处理厂、水质监测站等设施中，用于监测水位、水质等参数。
通过实时监测水位和水质，可以及时发现并处理污水泄漏、水质异常等问题，保护环境。
三、水位探头的发展趋势。
随着科技的进步，水位探头在精度、稳定性、可靠性等方面不断得到提升。
未来，水位探头将更加智能化，可以实现远程监测、自动控制等功能。
同时，水位探头的应用领域也将进一步扩大，涉及到更多的行业和领域。
总之，水位探头是一种非常重要的水位测量装置，它的工作原理主要是通过感应液体表面的变化来测量水位的高度。
水位感应器工作原理
水位感应器工作原理
水位感应器是一种用于检测液体水位的传感器。
它可以根据液体的高度变化来输出相应的电信号，从而起到控制液位的作用。
水位感应器的工作原理主要依靠液位的浮力原理和电导原理。
首先，水位感应器通常采用浅漏斗形状的外壳，内部装有金属浮子。
当液位上升时，液体的浮力将驱使浮子上浮，反之将使浮子下沉。
其次，浮子的上端通常安装有一个可调节的金属触头，与触点连接的电路会根据浮子的位置改变导通或者断开。
当液位升高使浮子上浮，触头与触点接触，电路导通；当液位降低使浮子下沉，触头与触点分离，电路断开。
最后，通过对电路中的电流进行测量，就可以得到液体的高度信息。
一般情况下，液位高时电流较大，低时电流较小。
综上所述，水位感应器主要通过浮力和电导原理来检测液位高低，实现对液体水位的监测和控制。
传感器课件(PPT)
敏感元件： 敏感元件：对某些非电信号的改变很敏感的元器 件 处理电路： 处理电路：对敏感元器件输出电信号进行放大和 去干扰的电路 2、敏感元件的工作原理 、 （1）热敏电阻 ） 电阻的阻值对温度的变化 很敏感
三、生活中的传感器 1、洗衣机中的传感器 、 （1）水位传感器 ） （2）负载传感器 ） 3） （3）水温传感器 （4）赃物程度传感器等等 ） 2、电冰箱中的传感器 、 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 过热及过电流保护。 过热及过电流保护。
3、家用报警器 、
R = R0 (1 + θt )
选材要求： 选材要求：要求 θ 值（温度系数）稳定不因为 温度而改变。 温度而改变。 应用：测温度， 应用：测温度，测流体流量 C、热敏电阻传感器（半导体） 、热敏电阻传感器（半导体） 随温度升高而电阻减小的热敏电阻 随温度升高而电阻增大的热敏电阻 特殊热敏电阻： 特殊热敏电阻：在某特定温度电阻聚聚变化
火警报警器、 火警报警器、 有害气体报警器、 有害气体报警器、 防盗报警器
应用：测温度，温度控制、 应用：测温度，温度控制、过热保护 2、光传感器 、 用受到光照时能产生电压（电流） 用受到光照时能产生电压（电流）的金属或 半导体材料制成。 半导体材料制成。 光传感器的应用： 光传感器的应用： A、自动水龙头、自动旋转门：红外线传感器 、自动水龙头、自动旋转门： B、环境监控，火灾报警装置 、环境监控，
（2）磁敏感元件 ） 对磁感应强度变化敏感
水位报警器 原理
水位报警器原理
水位报警器是一种用于检测液体水位是否超过设定值并发出警示的设备。
其原理主要基于电气传感技术，并通过测量液位高度来判断是否超过了设定的阈值。
一种常见的水位报警器工作原理是利用浮球开关。
在水位较低时，浮球处于离开开关位置，开关处于断开状态，电路不通。
当液位上升到设定水位时，浮球随之上升，将开关拉动至闭合位置，电路闭合，报警装置被触发，发出警报提示用户。
另一种水位报警器工作原理是通过液位传感器来实现。
传感器一般由两个电极组成，一个位于设定的高水位，一个位于低水位。
当液体接触到高水位电极时，电路闭合，报警装置发出警报。
而当液位下降至低水位电极以下时，电路断开，警报停止。
还有一种水位报警器使用超声波技术进行液位测量。
它通过发射超声波脉冲，当波脉冲遇到液体后会发生反射，再由接收器接收反射波并计算出液位高度。
当液位高度达到设定值时，报警装置被触发，发出警报。
无论使用何种原理，水位报警器都通过检测液位高度来进行报警，以提醒用户采取相应的措施，如调整排水设备、检修管道或采取其他防护措施，以避免水位过高造成损害。
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数据滤波及水质系数
为提高水位测量的精度，一般要对数据进行滤波，水位测量装置常用的滤 波算法有：
1、取平均值：同时采集多个值，取其平均值作为实际的数据。 2、一阶滞后滤波法 ：一般取a=0~1，本次滤波结果=（1-a）*本次采样值
+a*上次滤波结果。
传感器输出软件校正
越限报警功能 （上上限、上限、下限、下下限）
防雷功能
全触摸操作
可连接远程显示装置
采用Modbus协议通讯
水位数据处理
水位传感器输出信号范围为0~20mA，必须通过一定的转换，将其转换为实际水位
假设： 1. 传感器量程为100米； 2. AD转换后0米水位对应数字A； 3. AD转换后100米水位对应数字B； 4. 当前测量的数字为X，计算水位H；
防雷
转
装置
换
模
块
开关电源
S7-224XP
EM235 AD
PORT 0
显示 触摸屏
输出
继电器 报警输出
PORT 1
远程 显示装置
生产厂家：武汉电力科技开发有限公司
装置介绍
传感器采用投入水位传感器，输出信号为4~20mA，量程由用户制定。 安装时安装在钻有孔的钢管中，避免动水引起测量误差。 传感器输出的信号经过防雷装置后连接AD转换模块，以防雷击损坏传感器和AD模
水位传感器原理及应用
水位测量传感器
常用测量水位的传感器
超声波水位传感器 ※ 原理：超声波水位传感器通
过声波从传感器表面到水面的 时间来测量水位。
※ 测量范围：可以定制。 ※ 输出：一般选择输出信号为
4~20mA。
通过超声波在空中 的传播时间t来计算 超声传感器与被测 物之间的距离s 。
由于声波在空中传 播的速度c是一定的，
水位传感器安装要求
引线
1、传感器引线不易太长，安装时注意不能折弯引线。注意本能使引线承受 过大的拉力；
2、任何时候都不能堵塞传感器引线中的空气管，否则无法测量数据；
3、引线如果太长，必须进行防雷处理，如引线从铁管中传出；
4、传感器不能投入到泥沙中，否则会造成传感器测压孔堵塞，从而无法测量 数据；并且定期清理传感器测压孔，注意不能用尖锐物体插入测压孔；
5、传感器不能安装在动水中，应该安装在测压井或通过管道安装在水中；
6、定期清理传感器中的泥沙，以免泥沙阻塞孔从而影响测量；
孔
7、定期进行测量校准，以提高测量的精度；
传感器在管中安装
学习情境 三
闸门高度测量传感器及闸门控制
闸门控制类型
闸门控制一般采用三种方式： 1.螺杆式: 通过电机正反转带动连接在闸门螺杆,从而实现闸
水质对采集精度的影响：投入传感器是通过测量水的静压力来间接的测量水位， 其基准是以净水压力来核算的，在多泥沙的水质中，必须考虑水质对水位值的 影响，一般要根据实际情况设定一个水质系数进行弥补。
实际水位值=测量水位值*水质系数 （水质系数 小于等于1）
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
增量式光电编码器工作原理
• 零点的判断：加装零点检测输出信号 • 方向判断：安装两组光电检测装置，
位置上相差1/4周期，输出信号差90 度。
典型光电编码器
闸门控制实例
• 某电厂引水渠道一共有7个闸门，分别装有 7套PLC闸门控制装置。同时，控制装置通 过光纤和计算机监控系统相连，实现远程 控制和监视。
则根据： s=ct / 2可计算出s
常用测量水位的传感器
压力式水位传感器 ※ 原理：不同的水位产生净水
压强是不同的，测量出水压， 就可以计算出水位值。
※ 测量范围：可以定制。 ※ 输出：一般选择输出信号为
4~20mA。
WPC PLC型水位测量装置 系统结构
水位传感器
电源 AC220V
隔离 变压器
• 每套闸门监控系统安装有闸门高度测量装 置（绝对式）、光电限位开关、软启动装 置、过压保护、断相保护、视频监视等等 装置。
闸门控制、操作原理
转向轮
电锁定
电机
上限 光电开关
下限 光电开关
钢丝绳ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
闸门
变速箱
轴 光电 编码器
反光板
重物
反光板
绝对式光电编码器工作原理
挡光板 发光管
光敏二级管 码盘
格雷码特点
格雷码是一种数字排序系 统，其中的所有相邻整数 在它们的数字表示中只有 一个数字不同。它在任意 两个相邻的数之间转换时， 只有一个数位发生变化。 大大地减少了由一个状态 到下一个状态时逻辑的混 淆。
格雷码转换
闸门高度测量
闸门高度测量传感器
块。
AD转换模块为12位，输入信号设置为电流测量方式，输入信号范围为0~20mA。 PLC根据设定的参数（量程、AD基准点、AD满量程值等）自动计算水位值，当超
出限制值时，给出报警信号（继电器和指示灯）。
水位显示、参数设置、报警指示灯都由触摸屏完成。
装置功能
多种量程可供选择 （显示范围：0~999.99米）
闸门高度测量传感器所使用的光电编码器有两种：
转向轮
钢丝绳
闸门
变速箱
轴 光电 编码器
重物
测量示意图
增量式光电编码器：输出为三路脉冲
信号，其中一路为零点脉冲。其余两路每发 一个脉冲代表闸门高度改变一定的高度，通 过两路脉冲信号的相位差表示增加还是减少 闸门高度。 特点： 1、测量闸门的高度为累计值，并且 要通过相位差判断方法，测量复杂； 2、掉电后数据丢失,必须重新设定； 3、同样码盘直径情况下，传感器精度比绝 对式高； 4、在整个闸门开关的过程中，编码器可以 旋转多圈，安装调整方便。
闸门
变速箱
轴 光电 编码器
重物
测量示意图
绝对式光电编码器：输出直接是二进
制数据，表示当前的闸高。 特点： 1、测量方便，无需进行方向判断； 2、掉电后数据不会丢失； 3、为提高抗干扰的能力，输出数据采用格 雷码输出； 4、安装时必须保证在整个闸门开关的过程 中，编码器只能转一圈或一圈以内，必须选 择合适的变速箱。 5、输出接线比较多，随着传感器精度提高 而增加。 6、常用传感器输出的数据为12位。
门的开、关。一般适用于小闸门，如引水式电站渠道的闸门 控制。
2.卷扬式: 通过卷扬机正反转，带动连接在闸门上的钢丝绳,
实现开启操作，而关闭则是靠闸门的重力自行关闭。
3.液压方式：通过液压控制启闭机进行开启、关闭操作。
闸门高度测量
转向轮
闸门高度测量传感器
闸门高度测量传感器所使用的光电编码器有两种：
钢丝绳