性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明 |
柴油發(fā)電機(jī)組液位傳感器的類別和工作原理 |
摘要:柴油發(fā)電機(jī)液位傳感器主要包括浮子一簧片開關(guān)式、可變電阻式、熱敏電阻式、電極式液位和電容式傳感器??捎糜跈z測(cè)柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油盤內(nèi)的機(jī)油油位、柴油發(fā)電機(jī)散熱器內(nèi)的冷卻液液位、燃油箱內(nèi)的燃油油位??得魉巩a(chǎn)品通常采用電容式傳感器,因此,康明斯公司在本文中著重介紹了電容式液位傳感器特點(diǎn)和工作原理。
柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,這些熱量需要通過(guò)防凍液或者水作為熱載體,經(jīng)過(guò)強(qiáng)冷卻空氣散熱。那么存儲(chǔ)防凍液或者水就需要一定容量的散熱水箱。柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,由于各種原因,可能會(huì)導(dǎo)致防凍液或者水的缺失,這樣就會(huì)影響散熱效果,會(huì)使柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生高溫,輕者造成活塞缸體等部件損壞,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成柴油發(fā)電機(jī)的報(bào)廢?,F(xiàn)有的柴油發(fā)電機(jī)散熱水箱存在的問(wèn)題是當(dāng)發(fā)生缺水或者漏水無(wú)法發(fā)出聲光報(bào)警停機(jī)信號(hào);當(dāng)缺水或者漏水嚴(yán)重時(shí)通過(guò)高水溫報(bào)警停機(jī),會(huì)造成事故的嚴(yán)重?cái)U(kuò)大。因此,康明斯公司提醒用戶在選購(gòu)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí),盡量要求經(jīng)銷商在設(shè)備中配備液位傳感器,防止缺水現(xiàn)象的發(fā)生。
一、浮子式液位傳感器(用于燃油箱)
浮子液位傳感器以用于檢測(cè)水箱液面高度,液面處于低位時(shí)進(jìn)行報(bào)警。一般液位傳感器常用的安裝方式為螺紋豎直安裝或螺紋側(cè)裝。
1、浮子一簧片開關(guān)式。
浮子一簧片開關(guān)式液位傳感器,主要由內(nèi)裝簧片開關(guān)的樹脂空心軸管和嵌有永久磁鐵的環(huán)狀浮子組成?;善_關(guān)內(nèi)有兩片很薄的金屬觸點(diǎn)。當(dāng)液位低于規(guī)定位置時(shí),浮子及嵌人的永久磁鐵下移,接近簧片開關(guān),通過(guò)簧片開關(guān)的磁力線增多,兩觸點(diǎn)相互吸引而閉合,電路接通,警告燈點(diǎn)亮示警。當(dāng)液位在規(guī)定位置時(shí),浮子上移,沒有磁力線穿過(guò)簧片開關(guān),觸點(diǎn)在自身彈力的作用下打開,儀表停止提示。該類型傳感器通常用于冷卻液液位、潤(rùn)滑油液位等的檢測(cè)。
2、浮子一可變電阻式。
可變電阻式液位傳感器是由內(nèi)裝滑動(dòng)電阻的浮子本體及連接兩者的浮子臂構(gòu)成。傳感器中的浮子可隨液面上下移動(dòng),通過(guò)滑動(dòng)臂在電阻上的滑動(dòng),從而改變電阻器的電阻值,并利用這一電阻值的變化控制回路中電流的大小,最終通過(guò)儀表顯示出來(lái)或?qū)⑿盘?hào)傳送至柴油發(fā)電機(jī)控制器。這種傳感器大多與燃油表相配合,用于檢測(cè)燃油箱中的燃油量(液位)。
浮子式液位傳感器示意圖 |
二、熱敏電阻式液位傳感器 (用于燃油箱)
主要由傳感器本體和熱敏電阻組成,多用來(lái)檢測(cè)燃油箱中燃油的液位。其工作過(guò)程是,對(duì)熱敏電阻施加電壓,并在通電電流的作用下,其自身就會(huì)發(fā)熱。當(dāng)將熱敏電阻浸沒在燃油中時(shí),由于散熱快,溫度不上升,電阻值較高;反之,當(dāng)熱敏電阻暴露在空氣中時(shí),由于散熱慢,溫度升高,使其電阻值減小。利用這一原理。將其連接在電路中,即可檢測(cè)出燃油箱內(nèi)燃油的液位,通常與液位警告燈相連接。
三、電極式液位傳感器 (用于蓄電池)
電極式液位傳感器由鉛棒電極及相關(guān)電路組成,主要用于檢測(cè)蓄電池內(nèi)的電解液液位(液量)。當(dāng)蓄電池內(nèi)的電解液液位符合規(guī)定值時(shí),傳感器鉛棒的端部浸沒在電解液中,鉛棒上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),三極管T1導(dǎo)通,此時(shí)A點(diǎn)的電位接近于零,三極管T1處于截止?fàn)顟B(tài),警告燈不亮。當(dāng)蓄電池內(nèi)的電解液液位低于規(guī)定值時(shí),電解液與傳感器鉛棒的端部分離,鉛棒不再浸沒在電解液中,鉛棒上不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),三極管T1截止;此時(shí)A點(diǎn)的電位升高,三極管T2導(dǎo)通,警告燈點(diǎn)亮,告知蓄電池中電解液液量不足,應(yīng)予加添。
四、電容式液位傳感器 (用于散熱水箱)
康明斯散熱水箱低液位報(bào)警停機(jī)裝置包括:柴油發(fā)電機(jī)組部分、低液位傳感器、自動(dòng)化控制屏部分;在散熱水箱上部的上水室安裝低液位傳感器,散熱水箱一側(cè)連接發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)一端連接發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)上部為自動(dòng)化控制屏。
1、工作原理
電容液位傳感器是把液位轉(zhuǎn)換成電容的變化,然后再用測(cè)量電容的方法求知液位,它是根據(jù)圓柱形電容器原理工作的。電容式傳感器的取樣部件是分別涂有絕緣漆的兩金屬同心圓柱,它們作為電容的內(nèi)、外兩電極。其中R1,R2分別為外電極內(nèi)徑和內(nèi)電極外徑,ε0、εr分別為空氣和被測(cè)液體的介電常數(shù),L為兩極板相互重疊部分的長(zhǎng)度,h為液位高度。如果在圓柱形電容器的中間有液體存在,則有可見,如果圓柱形電容傳感器內(nèi)的液位高度h發(fā)生變化,電容式液位傳感器兩極間總的介電常數(shù)隨之變化,傳感器的電容值也發(fā)生了變化,測(cè)量此時(shí)的電容值就可以推算出物質(zhì)的液位高度。由上式可以看出,液位的高度h與電容值之間是線性關(guān)系,電容式液位傳感器的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值。常見的電容傳感器測(cè)量電路有變壓器電橋式、運(yùn)算放大器式及脈沖寬度式等。這類傳感器適用于液體液面的連續(xù)測(cè)量與位式測(cè)量,用于位式測(cè)量的電容液面計(jì)宜采用垂直安裝型,用于連續(xù)測(cè)量的電容液面計(jì)宜采用水平安裝型。由于水的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于空氣,因此當(dāng)電容傳感器浸人水中時(shí),其電容量將明顯增大,利用這一特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)水位的測(cè)量。將傳感器電容與電阻組成RC振蕩電路,電容增大時(shí),電路阻抗降低,流過(guò)的電流增大,取出相應(yīng)的電流變化即可確定水位的高低。
電容式液位傳感器工作原理圖 |
2、康明斯液位傳感器的工作過(guò)程
康明斯柴油發(fā)電機(jī)水位傳感器通常為電容式。該水位器裝于發(fā)電機(jī)組水箱上部,它有1個(gè)插入水中的探頭,1個(gè)工作指示燈和3個(gè)接線端,分別是接地端、電源端、控制信號(hào)輸出端。當(dāng)發(fā)電機(jī)組正常起動(dòng)后,主控板為其提供24V的工作電壓,此電壓經(jīng)二極管后分兩路,一路為繼電器供電,另一路經(jīng)1000電阻為運(yùn)放ICLM258供電。
電容式液位傳感器尺寸接線圖 |
(1)當(dāng)散熱水箱中的液位超過(guò)低液位傳感器的安裝位置時(shí),低液位傳感器中的開關(guān)量觸點(diǎn)斷開,不向柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化智能控制器發(fā)出信號(hào)。
(2)如果散熱水箱中的液位低于低液位傳感器的安裝位置時(shí),低液位傳感器中的開關(guān)量觸點(diǎn)閉合,向柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化智能控制器發(fā)出信號(hào),柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化智能控制器接受到信號(hào)后,經(jīng)過(guò)程序控制,先發(fā)出低液位聲光報(bào)警,經(jīng)過(guò)8s延時(shí)后,使柴油發(fā)電機(jī)供油繼電器停止工作,立即斷開柴油發(fā)電機(jī)電子調(diào)速器及柴油發(fā)電機(jī)供油電磁閥的電源,使柴油發(fā)電機(jī)執(zhí)行器斷電停止工作,柴油發(fā)電機(jī)馬上停機(jī)。
(3)根據(jù)低液位傳感器安裝高度,來(lái)確定散熱水箱液位的,當(dāng)防凍液或者水低于低液位傳感器的安裝位置,低液位傳感器輸出開關(guān)量信號(hào),使柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化智能控制器接受到信號(hào),立即進(jìn)行邏輯運(yùn)算,先期發(fā)出報(bào)警信號(hào),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)后,使柴油發(fā)電機(jī)控制電源中斷,確保柴油發(fā)電機(jī)的故障停機(jī)。
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