Welche Arten von Wasserstandssensoren gibt es?
Hier sind 7 Arten von Flüssigkeitsstandsensoren zu Ihrer Information:
1. Optischer Wasserstandssensor
Der optische Sensor ist ein Festkörpersensor. Er verwendet Infrarot-LEDs und Fototransistoren und ist in der Luft optisch gekoppelt. Taucht der Sensorkopf in die Flüssigkeit ein, entweicht das Infrarotlicht, wodurch sich das Ausgangssignal ändert. Diese Sensoren können das Vorhandensein oder Fehlen nahezu jeder Flüssigkeit erkennen. Sie reagieren nicht auf Umgebungslicht, werden in Luft nicht durch Schaum und in Flüssigkeit nicht durch kleine Bläschen beeinflusst. Das macht sie nützlich, wenn Zustandsänderungen schnell und zuverlässig erfasst werden müssen und sie über lange Zeiträume zuverlässig und wartungsfrei arbeiten sollen.
Vorteile: berührungslose Messung, hohe Genauigkeit und schnelle Reaktion.
Nachteile: Nicht unter direkter Sonneneinstrahlung verwenden, Wasserdampf beeinträchtigt die Messgenauigkeit.
2. Kapazitiver Flüssigkeitsstandsensor
Kapazitive Füllstandsschalter verwenden im Stromkreis zwei leitfähige Elektroden (normalerweise aus Metall), deren Abstand sehr gering ist. Wenn die Elektrode in die Flüssigkeit eingetaucht wird, schließt sie den Stromkreis.
Vorteile: Ermöglicht die Bestimmung des Steigens oder Sinkens der Flüssigkeit im Behälter. Durch Anordnen von Elektrode und Behälter auf gleicher Höhe kann die Kapazität zwischen den Elektroden gemessen werden. Keine Kapazität bedeutet keine Flüssigkeit. Eine volle Kapazität bedeutet einen vollen Behälter. Die Messwerte „leer“ und „voll“ müssen erfasst werden. Anschließend werden auf 0 % und 100 % geeichte Messgeräte zur Anzeige des Flüssigkeitsstands verwendet.
Nachteile: Durch die Korrosion der Elektrode ändert sich die Kapazität der Elektrode und sie muss gereinigt oder neu kalibriert werden.
3. Stimmgabel-Füllstandssensor
Der Stimmgabel-Füllstandsanzeiger ist ein Flüssigkeits-Füllstandsschalter, der nach dem Stimmgabelprinzip entwickelt wurde. Das Funktionsprinzip des Schalters besteht darin, seine Vibration durch die Resonanz des piezoelektrischen Kristalls zu erzeugen.
Jeder Gegenstand hat seine Resonanzfrequenz. Die Resonanzfrequenz eines Gegenstands hängt von seiner Größe, Masse, Form und Kraft ab. Ein typisches Beispiel für die Resonanzfrequenz eines Gegenstands ist: Wenn man mehrere gleiche Glasbecher mit unterschiedlich hohen Wasserständen füllt, kann man durch Klopfen ein Instrumentalspiel spielen.
Vorteile: Es kann wirklich unabhängig von Strömung, Blasen, Flüssigkeitsarten usw. sein und es ist keine Kalibrierung erforderlich.
Nachteile: Nicht in viskosen Medien einsetzbar.
4. Membran-Füllstandssensor
Der Membran- oder pneumatische Füllstandsschalter nutzt den Luftdruck, um die Membran zu drücken, die wiederum mit einem Mikroschalter im Gerätegehäuse in Kontakt tritt. Mit steigendem Flüssigkeitsstand steigt der Innendruck im Messrohr, bis der Mikroschalter aktiviert wird. Sinkt der Flüssigkeitsstand, sinkt auch der Luftdruck und der Schalter öffnet.
Vorteile: Es wird kein Strom im Tank benötigt, er kann mit vielen Flüssigkeitsarten verwendet werden und der Schalter kommt nicht mit Flüssigkeiten in Berührung.
Nachteile: Da es sich um ein mechanisches Gerät handelt, ist mit der Zeit eine Wartung erforderlich.
5. Schwimmer-Wasserstandssensor
Der Schwimmerschalter ist der ursprüngliche Füllstandssensor. Es handelt sich um ein mechanisches Gerät. Der hohle Schwimmer ist mit dem Arm verbunden. Wenn der Schwimmer in der Flüssigkeit steigt und fällt, wird der Arm auf und ab gedrückt. Der Arm kann mit einem magnetischen oder mechanischen Schalter verbunden werden, um Ein/Aus zu bestimmen, oder mit einer Füllstandsanzeige, die bei sinkendem Flüssigkeitsstand von voll auf leer wechselt.
Der Einsatz von Schwimmerschaltern für Pumpen ist eine kostengünstige und effektive Methode, den Wasserstand im Pumpenschacht des Kellers zu messen.
Vorteile: Der Schwimmerschalter kann jede Art von Flüssigkeit messen und kann so konstruiert werden, dass er ohne Stromversorgung funktioniert.
Nachteile: Sie sind größer als andere Schaltertypen und müssen aufgrund ihrer mechanischen Funktionsweise häufiger verwendet werden als andere Füllstandsschalter.
6. Ultraschall-Flüssigkeitsstandsensor
Das Ultraschall-Füllstandsmessgerät ist ein digitales, mikroprozessorgesteuertes Füllstandsmessgerät. Bei der Messung sendet der Sensor (Wandler) einen Ultraschallimpuls aus. Die Schallwelle wird von der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert und vom Sensor selbst empfangen. Ein piezoelektrischer Kristall wandelt sie in ein elektrisches Signal um. Aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang der Schallwelle lässt sich der Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche berechnen.
Das Funktionsprinzip des Ultraschall-Wasserstandssensors besteht darin, dass der Ultraschallwandler (Sonde) beim Auftreffen auf die Oberfläche des zu messenden Füllstands (Material) eine hochfrequente Impulsschallwelle aussendet, reflektiert wird und das reflektierte Echo vom Wandler empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die Ausbreitungszeit der Schallwelle. Sie ist proportional zur Entfernung der Schallwelle zur Oberfläche des Objekts. Die Beziehung zwischen der Schallwellenübertragungsdistanz S und der Schallgeschwindigkeit C sowie der Schallübertragungszeit T kann durch die Formel ausgedrückt werden: S=C×T/2.
Vorteile: berührungslose Messung, das Messmedium ist nahezu unbegrenzt und kann vielseitig zur Höhenmessung verschiedener Flüssigkeiten und Feststoffe eingesetzt werden.
Nachteile: Die Messgenauigkeit wird stark von der Temperatur und dem Staub der aktuellen Umgebung beeinflusst.
7. Radar-Füllstandsanzeige
Ein Radar-Flüssigkeitsstand ist ein Füllstandsmessgerät, das auf dem Zeitablaufprinzip basiert. Die Radarwelle bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit, und die Laufzeit kann durch elektronische Komponenten in ein Füllstandssignal umgewandelt werden. Die Sonde sendet Hochfrequenzimpulse aus, die sich mit Lichtgeschwindigkeit im Raum bewegen. Wenn die Impulse auf die Materialoberfläche treffen, werden sie reflektiert und vom Empfänger im Messgerät empfangen. Das Entfernungssignal wird in ein Füllstandssignal umgewandelt.
Vorteile: breiter Anwendungsbereich, unabhängig von Temperatur, Staub, Dampf etc.
Nachteile: Es entstehen leicht Störechos, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen.
Veröffentlichungszeit: 21. Juni 2024