紅外液位檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn):
① 非接觸性: 紅外液位檢測(cè)系統(tǒng)不需要物理接觸液體,因此不會(huì)影響液體的性質(zhì)或造成污染,適用于各種液體。
②?。?它具有的液位測(cè)量能力,可檢測(cè)到液位的微小變化,適用于需要高度度的應(yīng)用。
③ 快速響應(yīng): 紅外檢測(cè)系統(tǒng)通常具有快速的響應(yīng)時(shí)間,可以及時(shí)監(jiān)測(cè)液位變化,適用于實(shí)時(shí)控制和報(bào)警系統(tǒng)。
④ 適應(yīng)性強(qiáng): 這種技術(shù)適用于各種類(lèi)型的液體,包括清晰液體、渾濁液體、有顏色的液體等。
⑤ 耐高溫和腐蝕性環(huán)境: 紅外液位檢測(cè)系統(tǒng)可以在高溫或腐蝕性環(huán)境中工作,例如化學(xué)工廠或冶金工業(yè)。
⑥ 易于集成: 它可以輕松集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)記錄。
光電水位傳感器內(nèi)部包含一個(gè)近紅外發(fā)光二極管和一個(gè)光敏接收器。發(fā)光二極管所發(fā)出的光被導(dǎo)入傳感器頂部的透鏡。當(dāng)液體浸沒(méi)光電水位傳感器的透鏡時(shí),則光折射到液體中,從而使接收器收不到或只能接收到少量光線。(看下圖左側(cè))光電水位傳感器通過(guò)感應(yīng)這一工況變化,接收器可以驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的電氣開(kāi)關(guān),從而啟動(dòng)外部報(bào)警或控制電路。如果沒(méi)有液體,則發(fā)光二極管發(fā)出的光直接從透鏡反射回接收器。(看下圖右側(cè))
磁致伸縮液位傳感器的結(jié)構(gòu)部分由不銹鋼管(測(cè)桿)、磁致伸縮線(波導(dǎo)絲)、可移動(dòng)浮子(內(nèi)有磁鐵)等部分組成。傳感器工作時(shí),傳感器的電路部分將在波導(dǎo)絲上激勵(lì)出脈沖電流,該電流沿波導(dǎo)絲傳播時(shí)會(huì)在波導(dǎo)絲的周?chē)a(chǎn)生脈沖電流磁場(chǎng)。在傳感器測(cè)桿外配有一浮子,浮子沿測(cè)桿隨液位的變化而上下移動(dòng)。在浮子內(nèi)部有一組磁環(huán)。當(dāng)脈沖電流磁場(chǎng)與浮子產(chǎn)生的磁環(huán)磁場(chǎng)相遇時(shí),浮子周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生改變從而使得由磁致伸縮材料做成的波導(dǎo)絲在浮子所在的位置產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)波脈沖,這個(gè)脈沖以固定的速度沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機(jī)構(gòu)檢出。通過(guò)測(cè)量發(fā)射脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的時(shí)間差可以地確定浮子所在的位置,即是液面的位置。
光纖探頭端面是一個(gè)平面玻璃,玻璃上沒(méi)有結(jié)冰時(shí),發(fā)射光纖發(fā)射的紅外光全部透光玻璃端面進(jìn)入空氣,接收光纖接收不到任何紅外光;當(dāng)玻璃端面上有結(jié)冰時(shí),發(fā)射光纖發(fā)出的部分紅外光由于被冰層散射和反射而被接收光纖接受。通過(guò)檢測(cè)接收光纖接收到的紅外光的強(qiáng)弱,達(dá)到檢測(cè)結(jié)冰的目的。
紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量,氣體成分分析和無(wú)損探傷,在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖,可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位,及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療(見(jiàn)熱像儀);利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視,可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào);采用紅外線傳感器可檢測(cè)飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過(guò)熱情況等。
紅外線傳感器特別是利用遠(yuǎn)紅外線范圍的感度做為人體檢出用,紅外線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)而比電波短。紅外線讓人覺(jué)得只由熱的物體放射出來(lái),可是事實(shí)上不是如此,凡是存在于自然界的物體,如人類(lèi)、火、冰等等全部都會(huì)射出紅外線,只是其波長(zhǎng)因其物體的溫度而有差異而已。人體的體溫約為36~37°C,所放射出峰值為9~10μm的遠(yuǎn)紅外線,另外加熱至400~700°C的物體,可放射出峰值為3~5μm 的中間紅外線。