Введение

Оптические датчики уровня жидкости нашли широкое применение в различных областях промышленного, медицинского и бытового оборудования. Высокая надежность и простота интеграции делает их привлекательными для использования в различных приложениях.

Достоинства датчиков:

• Небольшие габаритные размеры;
• Отсутствие подвижных частей;
• Быстрый отклик;
• Широкий спектр измеряемых жидкостей;
• Выходной сигнал цифровой или PNP (NPN).

Применение:

• Нефтехимическое оборудование;
• Медицинская техника;
• Компрессорное оборудование;
• Пищевая промышленность;
• Бытовая электроника.

Датчик может монтироваться в боковой стенке сосуда, предназначенного для жидкости, на необходимой высоте регистрации уровня. Возможна установка нескольких датчиков на различной высоте, в зависимости от того, сколько необходимо градаций измерения или установки минимального - максимального уровня.

 

Принцип действия

Все представленные серии инфракрасных датчиков уровня основаны на одном принципе действия, а именно - на изменении коэффициента преломления ИК-излучения на границе перехода двух сред. Одна из сред - линза самого датчика, а вторая - непосредственно окружающая среда, которая может быть воздушной в случае, когда уровень жидкости не достигает датчика, и жидкостной при достижении определенного уровня жидкости. В воздушной среде инфракрасное излучение ИК-светодиода отражается от внутренней поверхности линзы датчика и попадает в область фотоприемника, который регистрирует наличие ИК-излучения (см. рис. 1).

 

 

Рис. 1. Траектория ИК-лучей при отсутствии жидкости

Тогда как при контакте линзы с жидкостью условия для отражения света изменяются, и он уже по большей части не отражается, а проходит сквозь линзу, рассеиваясь в жидкости (см. рис. 2).

 

 

Рис. 2. Траектория ИК-лучей при наличии жидкости

На выходе ИК-приемника электрическая схема производит обработку сигнала и в зависимости от серии датчика преобразует его в выходной цифровой сигнал или в сигнал логического уровня PNP(NPN).

 

Серия LLE

Серия LLE представляет собой относительно недорогое решение. Датчики производятся как в пластиковом, так и в металлическом корпусе. Приборы данной серии характеризуются цифровым выходным сигналом и защитой от ошибочного подключения полярности питания и короткого замыкания, а также включают в себя схему защиты от повышенного напряжения и импульсов перенапряжения. Технические характеристики датчиков серии LLE приведены в таблице 1

Таблица 1. Состав серии и параметры датчиков LLE

	Стандартная температура (-20...80°С)	Высокая температура (-40...125°С)
	LLE101000	LLE101101
	LLE102000	LLE102101
	LLE103000	LLE103101
	LLE105000	LLE105100
	LLE205000	LLE205100
	LLE305000	LLE305100
Время срабатывания	50 мкс и выше (1 сек в этаноле)
Выходной сигнал	Цифровой (логическая единица в воздушной среде)
Напряжение питания	+5...+12 В ± 5%
Ток потребления	15 мА при +5 В	5 мА при +5 В
Корпус	Пластик LLE101/102/103
	Металл LLE205/305

Полусферическая чувствительная часть датчика изготовлена из полимерной композиции - полисульфона (UDEL P1700 Infrared Black). Она непосредственно контактирует с измеряемой средой и совместима с широким спектром жидкостей:

• Уксусная кислота - ледяная уксусная кислота - 10% аммиак - 88
• Гидроокись аммония - 10%
• Хлорид аммония - 10%
• Авиационный спирт
• Бензол
• Бензойная кислота
• Отбеливатель
• Морская вода
• Бутан
• Бутанол
• Азотистокислый кальций
• Хромовая кислота
• Этиловый спирт
• Циклогексан
• Муравьиная кислота
• Глицерин
• Гептан
• Соляная кислота 10%
• Серная кислота 10%
• Трансформаторные масла
• Скипидар
• Соляная кислота
• Перекись водорода
• Изопропанол
• Изооктан
• Керосин
• Олифа
• Магния сульфат
• Метанол
• Моторные масла
• Азотная кислота 10%
• Масло растительное
• Щавелевая кислота
• Эфиры нефти (бензин, лигроин и др.)
• Гидроксид калия 10%
• Гидроксид калия 50%
• Силиконовые жидкости
• Нитрат серебра
• Хлорид натрия
• Гидроксид натрия 10%
• Гидроксид натрия 50%

 

Серия POS

Датчики POS представляют собой более дорогое, чем LLE, решение для индустриальных приложений. Серия выполнена только в металлическом корпусе из нержавеющей стали, с выходным логическим уровнем PNP или NPN и с защитой от ошибочного подключения полярности питания и короткого замыкания. Технические характеристики данной серии приведены в таблице 2.

Таблица 2. Состав серии и параметры датчиков POS

	Стандартная температура (-25...100°С)	Высокая температура (-25...140°С)
Выходной сигнал NPN NO	POS187311	POS287311
Выходной сигнал NPN NC	POS187312	POS287312
Выходной сигнал PNP NO	POS187313	POS287313
Выходной сигнал PNP NC	POS187314	POS287314
Напряжение питания	+12...+28 В
Ток потребления	25 мА
Корпус	Нержавеющая сталь

Чувствительная часть датчика выполнена в виде конуса из технического стекла, совместимого почти со всеми жидкими средами.

 

Заключение

Описанные серии оптических датчиков уровня вполне могут конкурировать с поплавковыми, а в иных случаях - и с ультразвуковыми датчиками. Широкий диапазон рабочих температур и отсутствие механических деталей в данных датчиках делают их привлекательными для новых разработок и решения различных задач.

 

 

 

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail: sensors.vesti@compel.ru