圖爾克的新型帶示教按鈕或M18/M30規格示教電纜的電容式傳感器

    在容器液位監測應用中，傳感器技術(shù)似乎存在無(wú)限的發(fā)揮空間：超聲波傳感器、光電傳感器、無(wú)線(xiàn)電或微波技術(shù)、基于浮子動(dòng)作的機械式液位測量系統、閘門(mén)式開(kāi)關(guān)或振動(dòng)傳感器，有時(shí)還可以使用基于壓差、導電率或電容測量進(jìn)行液位檢測的系統。當中的某些技術(shù)可以提供容器實(shí)際填充液位的信息，另外一些技術(shù)則被用于限位開(kāi)關(guān)以防止容器填充液位過(guò)低或過(guò)高。電容式傳感器技術(shù)能夠同時(shí)實(shí)現這兩種功能。

    電容式傳感器工作原理

    電容式傳感器在設計上與電容器類(lèi)似：兩塊電極板，當中間存在介質(zhì)時(shí)可儲存一定量的電荷。該“電容器”的電荷水平或電容會(huì )隨兩塊電極板之間的介質(zhì)發(fā)生改變，這種變化可解讀為信號。利用這一原理，通過(guò)將兩塊電極板浸入到被測介質(zhì)中，根據容器填充液位的變化所導致的電容變化，便可以精確地測出填充液位。電容式傳感器通常采用全封閉外殼，使用時(shí)被安裝在待測容器的外壁以探測容器內壁側有無(wú)介質(zhì)。

    外部檢測填充液位

    電容式液位測量的一大優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單。它可以直接安裝在容器的外壁，不過(guò)前提是容器采用的是非金屬材料，而且介質(zhì)的介電常數必須高于空氣以便區分容器的滿(mǎn)、空狀態(tài)——大多數應用都有這一要求，填充對象為氣體的容器除外。

    基于這種方法探測液位的電容式傳感器在使用前必須由用戶(hù)對其待測介質(zhì)進(jìn)行示教：用戶(hù)將傳感器安裝到容器上并“示教”介質(zhì)存在和不存在情況下對應的液位。許多傳感器都在末端配有一個(gè)電位器用于執行此類(lèi)設置，但這種設置要求操作者必須有一定的經(jīng)驗，或至少有精確的操作指導。對此類(lèi)傳感器進(jìn)行開(kāi)關(guān)點(diǎn)示教時(shí)還必須注意留取一定的裕量，否則它可能會(huì )將附著(zhù)在傳感器帽或容器內壁上的沉積物誤讀為容器滿(mǎn)狀態(tài)。

    填充介質(zhì)發(fā)生改變時(shí)，必須對電容式傳感器進(jìn)行重置。以前，技術(shù)人員必須在現場(chǎng)使用螺絲刀執行這一操作。如果當中涉及到拆蓋或傳感器難以夠取，這便會(huì )成為十分耗力的工作。

    一鍵式示教：經(jīng)驗“內置”

    與以往使用螺絲刀重置傳感器不同，圖爾克新型BCT系列電容式傳感器只需單按按鈕即可輕易完成示教。集成有示教功能的傳感器配備了兩個(gè)按鈕，一個(gè)用于設置滿(mǎn)液位，另一個(gè)用于設置空液位。無(wú)論容器是空是滿(mǎn)，用戶(hù)隨時(shí)都可以示教，而且BCT系列傳感器會(huì )自動(dòng)在實(shí)際開(kāi)關(guān)點(diǎn)附近設置一個(gè)緩沖區——圖爾克已將技術(shù)人員的相關(guān)經(jīng)驗成功地“內置”到了傳感器中。對于市場(chǎng)上其它同類(lèi)產(chǎn)品，用戶(hù)必須對兩種狀態(tài)分別進(jìn)行示教——如果傳感器已經(jīng)安裝固定，用戶(hù)就不得不執行容器排空操作，或在換用新介質(zhì)時(shí)至少需要將傳感器拆下進(jìn)行重置。

BCT傳感器可設置為常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)，能夠檢測“介質(zhì)存在”、“介質(zhì)不存在”和“一般示教”狀態(tài)

    全方位可見(jiàn)LED指示燈

    對于BCT系列傳感器，只有當被測介質(zhì)十分難以檢測時(shí)，用戶(hù)才需要同時(shí)示教“介質(zhì)存在”和“介質(zhì)不存在”狀態(tài)。而且示教失敗時(shí)LED指示燈還會(huì )快速閃爍以提示用戶(hù)。該傳感器甚至還能自動(dòng)檢查所選設置的邏輯準確性。例如，如果介質(zhì)存在時(shí)被示教為“介質(zhì)不存在”，或介質(zhì)不存在時(shí)被示教為“介質(zhì)存在”，傳感器將拒絕接受該示教，并通過(guò)LED指示燈指示此錯誤。

    其它優(yōu)勢：傳感器后側的示教按鈕有一個(gè)暗色的樹(shù)脂玻璃外罩。如果LED燈被點(diǎn)亮，傳感器的整個(gè)背部都將被照亮。這一可視性十分有用，特別是當傳感器正后方區域存在蓋子或安裝支架等障礙物時(shí)。

?

堅固耐用的電容式傳感器用于移動(dòng)建筑機和農業(yè)機械

    遠程示教型號

    圖爾克還推出了一款通過(guò)電纜示教的無(wú)按鈕傳感器。開(kāi)關(guān)點(diǎn)可通過(guò)圖爾克提供的示教適配器設置，后者可以安裝在遠離傳感器的控制中心或控制臺。例如，農業(yè)機械制造商可以將BCT傳感器安裝在聯(lián)合收割機的管路上，駕駛員在駕駛室內簡(jiǎn)單一按即可示教新介質(zhì)。如果谷物類(lèi)型發(fā)生變化，駕駛員也只需按下按鈕設置新的切換閥值。遠程示教型號的設置邏輯與按鈕示教型號的相同。上述遠程示教功能還可用作其它用途：如果BCT傳感器安裝在非常難以夠取的地方，通過(guò)電纜進(jìn)行設置便可大大簡(jiǎn)化操作；這一型號還能為傳感器提供可靠保護，防止現場(chǎng)人員擅自操作。

    傳感器型號

    通過(guò)將常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)結合到同一型號，圖爾克成功縮減了BCT系列產(chǎn)品的型號數量。新型號采用圓柱形外螺紋塑料外殼，以M18和M30兩種規格供應，并具有帶銨鈕示教和編程線(xiàn)纜示教兩種選項。四種型號都支持NPN或PNP信號類(lèi)型。

    典型應用

    所有非導電材質(zhì)容器的填充液位檢測都是BCT系列傳感器的用武之地。容器內可裝載液體、微粒、顆粒物以及粗粒填充物。液體的顏色和渾濁度對電容式傳感器沒(méi)有影響，泡沫也不是問(wèn)題。它們只根據設置開(kāi)關(guān)點(diǎn)檢測是否存在介質(zhì)。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2015年10月刊