高精度磁致伸縮液位計(jì)的工作原理介紹
(1)電路單元沿磁致伸縮線發(fā)射電流脈沖;
(2)從而在磁致伸縮線周圍產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的磁場(chǎng);
(3)液位浮子或界位浮子內(nèi)有一組磁鋼;
(4)它們本身的磁場(chǎng)使磁致伸縮線沿軸向磁化。當(dāng)電流磁場(chǎng)和磁鐵磁場(chǎng)疊加,浮子位置的磁致伸縮線將產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)扭力;
(5)同時(shí)產(chǎn)生返回脈沖,該脈沖沿磁致伸縮線向兩端傳送,一端傳向傳感管的頂端,另一端傳向傳感管的底部。其中向頂端返回的脈沖波會(huì)被變送器電子單元所接收。由于脈沖波的傳播速度是恒定值,電子單元只需通過(guò)起始脈沖和返回脈沖的時(shí)間差就可以計(jì)算出浮子中磁鋼的位置,從而得到的液位和界位。
磁致伸縮傳感器常見故障處理
由于磁致伸縮位移傳感器的原理,從機(jī)械上講,因?yàn)槭菬o(wú)接觸、無(wú)磨損的,所以出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)不多,除非機(jī)械損壞,磁環(huán)脫落,這從外觀就容易判斷。如果是裝在油缸內(nèi)部,磁環(huán)突然脫落,顯示數(shù)值將沒(méi)有變化。如果是停機(jī)好久才脫落,開機(jī)上電時(shí)好像在靠近電子倉(cāng)端出現(xiàn)了一個(gè)磁環(huán),即:正邏輯尺將會(huì)出現(xiàn)小顯示數(shù)值,負(fù)邏輯尺會(huì)出現(xiàn)大顯示數(shù)值。如果是可拆卸電子倉(cāng)式的,可以簡(jiǎn)單地將電子倉(cāng)取下,帶電用一磁環(huán)測(cè)試即可。從電氣上講,是有出現(xiàn)問(wèn)題的可能。公司為了避免電氣出現(xiàn)問(wèn)題,作了大量工作,如:選擇功耗很小的元器件使功率消耗小,如電流消耗只有16mA,實(shí)際功率只有不到0.4W,這樣就不會(huì)使元器件發(fā)熱、老化和損壞;還有公司,公司通過(guò)先進(jìn)的工藝客服了其它各種問(wèn)題,產(chǎn)品經(jīng)嚴(yán)酷的環(huán)境測(cè)試和機(jī)械測(cè)試,均符合要求。應(yīng)該在一般使用條件和環(huán)境中不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題,諸如:數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)運(yùn)行,軟件包未安裝成功、接線錯(cuò)誤、信號(hào)大小方向不對(duì)、靜電干擾未有效接地、電流型輸出不會(huì)接線、或原來(lái)是了兩線的而我們的產(chǎn)品是三線制的。
磁致伸縮材料的選擇
自從發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)后,人們就一直想利用這一物理效應(yīng)來(lái)制造有用的功能器件與設(shè)備。為此人們研究和發(fā)展了一系列磁致伸縮材料,主要有三大類:即:磁致伸縮的金屬與合金,如鎳(Ni)基合金(Ni, Ni-Co合金, Ni-Co-Cr合金)和鐵基合金(如 Fe-Ni合金, Fe-Al合金, Fe- Co-V合金等)和鐵氧體磁致伸縮材料,如 N i-Co和 Ni-Co-Cu鐵氧體材料等。這兩種稱為傳統(tǒng)磁致伸縮材料,其λ值(在20—80ppm之間)過(guò)小,它們沒(méi)有得到推廣應(yīng)用,后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)了電致伸縮材料,如( Pb, Zr,Ti)C03材料,(簡(jiǎn)稱為 P ZT或稱壓電陶瓷材料),其電致伸縮系數(shù)比金屬與合金的大約200~400ppm,它很快得到廣泛應(yīng)用;第三大類是近期發(fā)展的稀土金屬間化合物磁致伸縮材料,例如以( Tb,Dy)Fe2化合物為基體的合金
Tbo0.3Dy0.7Fe1.95材料(下面簡(jiǎn)稱 T b-Dy— Fe材料)的λ達(dá)到1500~2000ppm,比前兩類材料的λ大1~2個(gè)數(shù)量級(jí),因此稱為稀土超磁致伸縮材料。
和傳統(tǒng)超磁致伸縮材料及壓電陶瓷材料(PZT)相比,稀土超磁致伸縮材料是佼佼者,它具有下列優(yōu)點(diǎn):磁致伸縮應(yīng)變?chǔ)吮燃?N i大50倍,比PZT材料大5—25倍,比純 N i和 Ni-Co合金高400~800倍;磁致伸縮應(yīng)變時(shí)產(chǎn)生的推力很大,直徑約l0mm的 Tb-Dy-Fe的棒材,磁致伸縮時(shí)產(chǎn)生約200公斤的推力。能量轉(zhuǎn)換效率(用機(jī)電耦合系數(shù) K33表示)高達(dá)70%,而 Ni基合金僅有16%,PZT材料僅有40~60%;其彈性模量隨磁場(chǎng)而變化,可調(diào)控;響應(yīng)時(shí)間(由施加磁場(chǎng)到產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變?chǔ)怂璧臅r(shí)間稱響應(yīng)時(shí)間)僅百萬(wàn)分之一秒,比人的思維還快;頻率特性好,可在低頻率(幾十至1000赫茲)下工作,工作頻帶寬;穩(wěn)定性好,可靠性高,其磁致伸縮性能不隨時(shí)間而變化,無(wú)疲勞,無(wú)過(guò)熱失效問(wèn)題。
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