紅外液位檢測系統(tǒng)的特點:
① 非接觸性: 紅外液位檢測系統(tǒng)不需要物理接觸液體,因此不會影響液體的性質或造成污染,適用于各種液體。
②?。?它具有的液位測量能力,可檢測到液位的微小變化,適用于需要高度度的應用。
③ 快速響應: 紅外檢測系統(tǒng)通常具有快速的響應時間,可以及時監(jiān)測液位變化,適用于實時控制和報警系統(tǒng)。
④ 適應性強: 這種技術適用于各種類型的液體,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: 紅外液位檢測系統(tǒng)可以在高溫或腐蝕性環(huán)境中工作,例如化學工廠或冶金工業(yè)。
⑥ 易于集成: 它可以輕松集成到自動化系統(tǒng)中,實現(xiàn)液位的自動控制和數(shù)據記錄。
光電水位傳感器內部包含一個近紅外發(fā)光二極管和一個光敏接收器。發(fā)光二極管所發(fā)出的光被導入傳感器頂部的透鏡。當液體浸沒光電水位傳感器的透鏡時,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)光電水位傳感器通過感應這一工況變化,接收器可以驅動內部的電氣開關,從而啟動外部報警或控制電路。如果沒有液體,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)
磁致伸縮液位傳感器的結構部分由不銹鋼管(測桿)、磁致伸縮線(波導絲)、可移動浮子(內有磁鐵)等部分組成。傳感器工作時,傳感器的電路部分將在波導絲上激勵出脈沖電流,該電流沿波導絲傳播時會在波導絲的周圍產生脈沖電流磁場。在傳感器測桿外配有一浮子,浮子沿測桿隨液位的變化而上下移動。在浮子內部有一組磁環(huán)。當脈沖電流磁場與浮子產生的磁環(huán)磁場相遇時,浮子周圍的磁場發(fā)生改變從而使得由磁致伸縮材料做成的波導絲在浮子所在的位置產生一個扭轉波脈沖,這個脈沖以固定的速度沿波導絲傳回并由檢出機構檢出。通過測量發(fā)射脈沖電流與扭轉波的時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平面玻璃,玻璃上沒有結冰時,發(fā)射光纖發(fā)射的紅外光全部透光玻璃端面進入空氣,接收光纖接收不到任何紅外光;當玻璃端面上有結冰時,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。通過檢測接收光纖接收到的紅外光的強弱,達到檢測結冰的目的。
紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量,氣體成分分析和無損探傷,在醫(yī)學、軍事、空間技術和環(huán)境工程等領域得到廣泛應用。例如采用紅外線傳感器遠距離測量人體表面溫度的熱像圖,可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位,及時對疾病進行診斷治療(見熱像儀);利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進行監(jiān)視,可實現(xiàn)大范圍的天氣預報;采用紅外線傳感器可檢測飛機上正在運行的發(fā)動機 的過熱情況等。
紅外線傳感器特別是利用遠紅外線范圍的感度做為人體檢出用,紅外線的波長比可見光長而比電波短。紅外線讓人覺得只由熱的物體放射出來,可是事實上不是如此,凡是存在于自然界的物體,如人類、火、冰等等全部都會射出紅外線,只是其波長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。