磁致伸缩液位传感器

一、概述

在铁磁质中磁化方向的改变会引起介质晶格间距的改变，从而使得铁磁质的长度和体积发生改变，即：磁致伸缩现象，也称为威德曼效应，其逆效应称为维拉里效应。

磁致伸缩传感器的原理是利用两个不同磁场相交时产生一个应变脉冲信号，然后计算这个信号被探测所需的时间周期，从而换算出准确的位置。这两个磁场一个来自磁环中的永磁铁，另一个来自传感器电子仓中的电子部件产生的激励脉冲。激励脉冲沿传感器内用磁致伸缩材料制造的波导丝以声速运行。当与磁环中的永磁场相交时，由于磁致伸缩现象，波导丝产生的机械振动形成一个应变脉冲。应变脉冲很快便被电子仓中的感测电路探测到。从产生激励脉冲的一刻到应变脉冲被探测到总的时间乘以固定的声速，我们便能准确的计算出磁铁的位置变化。这个过程是连续不断的，所以每当磁环位置改变时，新的位置会迅速被测量出来。由于输出信号是真正的值，而不是比例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，更不必像其他传感器那样需要定期重标。

二、磁致伸缩液位传感器简介

磁致伸缩液位传感器为我公司开发的模块组装式液位传感器，它提供高速、可靠和的数据处理和通讯。

液位传感器提供多种输出模式，包括模拟量的电压和电流，数字量的RS485等。输出信号可以提供多个位置和温度输出。详尽的多功能输出模式，为客户提供了更多的选择。

液位传感器为非接触式，磨损。具有高分辨率、高精度、高稳定性、高可靠性、响应时间快、工作寿命长等优点。传感器不用重新标定，也不用定期维护。

液位传感器的防爆产品严格按照GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 通用要求》、GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备 隔爆型“d” 》GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 本质安全型“i” 》的要求研制、设计、制造。并取得国家仪器仪表防爆安全监督检验站颁发的防爆合格证。隔爆标志：EXdⅡBT6。本质安全标志：EXiaⅡCT6。

液位传感器可广泛应用于：

◆工业现场液位测量与控制

◆油罐液位测量

◆化工过程液位控制

◆制药罐液位控制

◆食品饮料液罐控制

◆大坝水位监控

◆饮用水和污水处理等

◆汽轮机气阻阀门开度的检测与控制

◆水轮机导叶开度的检测与控制

◆其它机械定位和位移检测等
三、主要技术性能指标

• 量程范围（mm）  80～24000mm

★ 非线性误差      ±0.05%FS；200mm以下大误差100 μm

★ 重复性误差      ≤0.002%FS

★ 分辨率          ≤0.02mm

★ 迟致            ≤0.002%FS

★ 供电电压:       24VDC

★ 输出形式/工作电压

          输出信号：4〜20mADC、4〜20mADC/HART

  数字信号：RS485

★ 工作温度       -40～+120℃

★ 测杆材料        0Cr18Ni9（304）

                   316不锈钢（特殊定制）

★ 电子仓外壳材料  0Cr18Ni9（304）

★ 外壳防护等级    IP65  

★ 接线方式  PWR/COMM+ (+24VDC)  PWR/COMM- (-24VDC) 

四、按键模式说明

标准的磁致伸缩液位计表头上都有三个按键，分别为“M”、“S”、“Z”。也支持外部扩展干簧管接口，实现不开盖调整。此时支持两个按键，分别为 “S”、“Z”。

针对这两种应用，本产品支持“双按键”和“三按键”两种操作模式。

“三按键”操作模式：操作更快捷，适用于LCD上具备3个按键的产品。

• Z键用于进入提示数据设置界面和移位；
• S键用于进入数据设置界面、增加数字和数据保存；
• M键用于数据保存。

注：在三按键模式下，任何时候都可以按下“M“键，保存当前的设置数据。

 “双按键”操作模式：这种操作模式通常用于外部只有2个非接触按键的情况。

• Z键用于进入提示数据设置界面和移位；
• S键用于进入数据设置界面、增加数字和数据保存。

注：在双按键模式下，输入数据时，必须等左下角的下箭头闪烁时，才能通过按下“Z”键保存设置数据。

4.1.数据设置方法

现场设置参数分为“直接数字输入”和“菜单选择”两种类型。

4.1.1“直接数字输入”设置方法

当左下角的“88”字符显示1～7时，表明变送器处于现场组态模式，此时可以通过按键输入密码、修改参数、或者进行迁移。

数据设置过程中，“S”键用于调整数字和小数点，“Z”键用于移位，“M”键用于保存。

设置过程如下：

• 按下S键进入数据设置界面，同时符号位开始闪烁，表示可修改符号位。
• 若再次按下S键，可以切换数据的正负（正号用上箭头表示）。
• 按下Z键，数字位开始闪烁，表示可修改，此时长按或连续多次按下S键，设置数字在0~9之间循环。
• 再次按下Z键，可依次设置第二位到第五位数字，设置方法*相同。
• 设置完第五位数字后，按下Z键，开始设置小数点。四个小数点同时开始闪烁，表示可以设置小数点，此时按S键，小数点位置循环切换。
• 小数点设置完成后，按下Z键，左下箭头开始闪烁，表示可以保存设置。
• 按下S键，保存设置；按下Z键，符号位开始闪烁，可重新开始设置数据。

注：若为“三按键”操作模式，在数据设置过程中，任何时刻都可以按下M键，以快速保存设置，而不必等到下箭头闪烁时才可以保存设置。

下面举例说明设置方法。假设原来的浮子量程上限为100cm，新输入上限为400cm。

4.1.2“菜单选择”设置方法

• 按下“S”键，进入设置功能，此时右下角显示的选择项开始闪烁，表示可以设置新的选择项。
• 按下“S”键，则依次切换各个选择项。
• 切换到需要的选择项，按下“Z”键，则将保存当前显示的选择项；

五、现场组态功能

5.1.1 组态数据设置

现场使用按键组态时，LCD左下角“88”字符用于表示当前设置变量类型，也就是当前按键所执行的设置功能。其对应关系为：

5.1.2 显示变量设置

液晶显示屏能显示“电流”、“百分比”、“主变量”、“温度”四种变量的一种或交替显示其中的两种（间隔时间4秒）。在实时正常显示状态，使用S键能更改两个显示变量，当两个显示变量设定为相同的参数，屏幕上固定显示一种变量；当两个显示变量设定为不同的参数时，屏幕上交替显示两种变量。

方法如下：按下“S”键，当前显示变量（如：电流）发生变化，循环显示“电流、百分比、主变量、温度”,当所需要的显示变量（如：主变量）出现在屏幕上时，松开“S”键，即实现了将显示变量“电流”改为“主变量”。

例子：

假设当前显示变量为“电流”，需要设置为：交替显示“主变量”和“百分比”。

步骤：

修改显示变量：按下“S”键，液晶循环显示“电流、百分比、主变量”,当显示“主变量”时，松开“S”键，即可。此时，液晶交替显示“主变量”和“电流”。

修改第二个显示变量：当液晶显示“电流”时，按下“S”键，液晶循环显示“电流、百分比、主变量”,当显示“百分比”时，松开“S”键，即设置成功。

5.1.3第二输出电流校准

第二输出电流可以通过按键校准，校准步骤如下：

• 在操作码输入界面输入***70，进入第二输出电流校准状态，液晶左下角“88”字符显示“70”；
• 在第二输出电流校准状态，闭合Z键5秒，进入4毫安校准状态，液晶左下角“88”字符显示“71”；
• 在第二输出电流校准状态，闭合S键5秒，进入20毫安校准状态，液晶左下角“88”字符显示“72”；
• 在4毫安校准状态或20毫安校准状态时，闭合Z按键，减少输出电流；闭合S按键，增加输出电流；步进为16微安；
• 在4毫安校准状态或20毫安校准状态时，不闭合任何按键10秒，结束调节，并保存调整值；

4毫安调节范围为3.8~4.2毫安，20毫安调解范围为19~21.05毫安。