高温高压双色水位计

[size=24px][font=宋体]蒸汽清洗机又名饱和蒸汽清洗机，通过高温产生的蒸汽和外加高压清洗物体表面污渍。[/font][font=宋体]蒸汽清洗机上有一个储水箱，当设备启动后，储水箱的水会被抽到蒸汽系统进行加热，转化成高温高压蒸汽，从喷头喷出。而水位传感器的作用是检测储水箱内是否缺水，并提醒用户及时加水，避免水泵空抽、干烧。[/font][img=,571,319]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209291653512365_2620_4008598_3.png!w571x319.jpg[/img][font=宋体]可以在储水箱的底部连接水管处安装一个管道水位传感器，管道水位传感器利用的光学原理，通过感应有水和无水状态时的光折率不同，快速稳定的做出判断，可采用接触式和非接触式。[img=,639,424]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209291654014583_14_4008598_3.png!w639x424.jpg[/img][url=https://www.eptsz.cn/]光电液位开关_流量计_倾倒开关_液位传感器厂家_能点科技有限公司/EPTSZ[/url][/font][/size]

[color=#ff0000]摘要：本文针对高温高压流变仪中的压力控制，特别是针对美国艾默生公司的全套压力控制系统TESCOM ER5000，提出相应的国产化解决方案。解决方案采用的也是电气比例阀驱动背压阀实现高压精密控制，整个压力控制系统为分体式结构，但采用了独立的精度更高的双通道PID控制器作为外部控制器，与电气比例阀一起构成双环控制模式。此方案除了实现国产替代之外，最大特点是可以驱动两个背压阀实现高压全量程的精密控制，且控制精度更高。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][b]一、问题的提出[/b][/size]高温高压流变仪是在特殊的高温高压条件下测量流体材料流变特性（如粘度等）的精密分析仪器，模拟材料的使用工况条件，研究流体材料的黏度与温度、压力的关系，对石油开采（如钻井液、压裂液、酸化液、原油）、石化生产（如润滑油）、煤化工（如油煤浆）、食品加工（如淀粉糊化）等行业有重要指导意义。国内外都非常重视流变仪的研发和使用，但是其核心技术以前一直由西方国家掌握，我国的流变仪一直依赖进口，迫切需要中国自主研发的设备。为此，科技部设立了重大科学仪器设备开发专项“超高温高压钻井液流变仪的研发及产业化”（项目编号：2012YQ050242）以期彻底解决核心技术卡脖子问题。此开发专项由北京探矿工程研究所牵头承担，于2018年取得了重大技术突破，开发完成了Super HTHP Rheometer 2018超高温高压流变仪，并编制了相应的企业标准“Q/HDTGS0006-2018 超高温高压流变仪”，可用于测试钻井液、压裂液等样品在高温高压（最高320℃、220MPa）及低温高压（最低-20℃、220MPa）条件下的流变性。尽管Super HTHP Rheometer 2018超高温高压流变仪在关键技术上取得了突破，但根据文献“王琪, 赵建刚, 韩天夫,等. 超高温高压流变仪中高精度压力控制系统的实现[J]. 地质装备, 2018, 19(2):3.”报道，高压流变仪中的压力控制采用的是美国艾默生公司的全套压力控制系统，其中包含了TESCOM ER5000压力控制器和相应的背压阀。本文将针对高温高压流变仪中的压力控制，特别是针对美国艾默生公司的全套压力控制系统，提出相应的国产化解决方案。本文将详细介绍国产化替代方案的具体内容和相应配套产品。[b][size=18px]二、国产化替代解决方案[/size][/b]在高温高压流变仪中使用的TESCOM ER5000压力控制系统是一种典型的双回路串级PID控制方式（双环模式），如图1所示，其工作原理是采用0.7MPa量程的低压电气比例阀来驱动200MPa量程的背压阀实现精密高压调节。[align=center][img=01.TESCOM压力控制系统结构示意图,690,301]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200941118441_5182_3221506_3.png!w690x301.jpg[/img][/align][align=center]图1 TESCOM ER5000压力控制系统结构示意图（内置和外置双压力传感器，双环模式控制）[/align]根据我们对高压压力控制的使用经验和具体实际应用的了解，特别是针对高温高压流变仪中的高压压力精密控制，应用TESCOM ER5000压力控制系统特别需要注意以下几方面的问题：（1）尽管TESCOM ER5000压力控制系统采用的是双回路PID串级控制模式，但由于采用的是16位AD转换器，所以在控制精度上还有潜力可挖，如采用更高精度的AD转换器。（2）在整个200MPa的高压范围内，采用一个艾默生TESCOM背压阀并不能准确覆盖整个高压范围的压力精密控制，在某些压力区间会出现失调现象。这也是所有背压阀都会出现的问题，解决方法是采用至少2个背压阀来覆盖整个高压范围的精密控制。由此，如果采用2个背压阀进行全量程的高压控制，这势必要采用两套ER5000压力控制器，会明显提升成本。目前国产的背压阀已经非常成熟，技术难度主要在于ER5000压力调节器的国产化替代。针对高精度的压力控制，我们分析了ER5000压力调节器的技术思路，特别基于ER5000压力调节器所采用的这种非常有效的双环模式高精度压力控制方法，我们提出了精度更高和更经济国产化替代方案。如图2所示，方案的技术核心为：[align=center][img=02.双阀高压压力精密控制系统结构示意图,690,497]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200941243661_3252_3221506_3.png!w690x497.jpg[/img][/align][align=center]图2 双阀结构高压压力精密控制系统结构示意图[/align]（1）采用分体结构形式，与TESCOM ER5000系统的工作方式相同，同样采用电气比例阀驱动背压阀。根据高压压力控制范围，选择2个不同工作压力范围的背压阀来覆盖整个量程。（2）采用国产电气比例阀作为背压阀的驱动，自带PID控制功能的电气比例阀组成内部闭环控制回路，实现背压阀压力输出的精密调节。（3）外置压力传感器和双通道PID控制器构成外部闭环回路，控制器输出作为电气比例阀设定值，由此可实现ER5000压力控制器的双环工作模式。（4）国产化替代的技术核心是双通道PID控制器，每个通道都具有24位AD和16位DA，双精度浮点运算和最小输出百分比为0.01%，控制器具有RS 485通讯和标准的MODBUS协议，并配备了测控软件，可遥控操作和存储显示测试曲线。此PID控制器性能指标远优于ER5000控制器。我们经过大量试验，已经验证了这种国产比例阀和高精度PID控制器组成的串级控制模式可有效的实现和改善高压压力控制精度，完全可以实现对ER5000压力控制系统的国产化替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

水位传感器广泛应用于家用电器、化工、医疗等行业，可用于电蒸锅、咖啡机、净水机、蒸汽熨斗等家用电器。电器中常用的传感器有光电式传感器、电容式等等，不同的水位传感器适用于不同的应用场合，所以水位传感器的选择也需要根据自身的需要和应用场景而定。[align=center][img=,622,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105261338347990_9044_4008598_3.png!w622x288.jpg[/img][/align]光电水位传感器具有可靠性高、体积小、精度高等特点。它包括一个光电接收器和一个红外发光二极管。通过光反射原理，根据内部光反射，检测液位变化。不仅定位精度高、而且具有耐高温、耐高压、耐腐蚀性强的特点。其安装方法比较方便，可上、下、侧、斜安装，不规则形状的水箱或其他容器不会限制其使用。在咖啡机的液位检测可采用分离式传感器，不仅方便液位检测，而且满足用户移动水箱清洗。[align=right][/align]

由于水位传感器生产厂家众多，种类繁多，所以在购买水位传感器时，有必要区分哪些是质量较好的，哪些是质量较差的。浮球传感器它具有价格低廉的优点，因此被广泛应用于各个领域。但浮子传感器的可靠性较低，浮子易卡死，且因其是机械式传感器，很容易受到外界因素干扰，使用一段时间后，常出现不良现象。如磁铁容易吸附水垢杂质造成水垢，水垢附着在浮子表面会导致浮子重量增加，浮子重量的增加会导致其液位控制精度的偏差。另外，还有一个缺点，因为浮子传感器的结构比较复杂，清洗非常不方便。浮子传感器不能用于有粘性液体或内部有杂质的液体中，因为粘性液体会导致浮子堵塞。液体中的杂质和颗粒进入浮球和管柱之间，也会造成浮子堵塞，造成不良后果。与寒冷天气下的浮子水位传感器一样，热胀冷缩温差会影响浮子，浮子上下运行也会出现卡滞现象，可靠性极低光电水位传感器采用光学原理检测液位，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀的特点，不受液体温度、气密性、压力、磁性和颜色的影响。与浮子水位传感器相比，精度会更高。[align=center][img=,690,451]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105281052305880_5870_4008598_3.jpg!w690x451.jpg[/img][/align]光电水位传感器体积小、所占空间小、安装工艺简单。它只需要拧进水箱。对于水垢、气泡等问题，光电式液位传感器可通过软件进行规避。浮球式传感器与光电式传感器价格相差不大。从安装工艺、精度、可靠性等方面考虑，光电式水位传感器质量较好。

[size=18px]根据红外反射原理，当手置于洗手液的感应区时，洗手液机感应到人体手时，就会挤出适当的液体，以供洗手。光电水位传感器能快速准确地检测洗手液中的液位，传感器内部里面有一个发射管和一个接收管。根据光学反射原理，没有洗手液的情况时，传感器内部发射器发出光线，光被传输到接收器，这时候洗手液机会提醒加液。当存在洗手液的情况时，光被切断，此时判断传感器处于液体状态。[/size][align=center][size=18px][img=,466,449]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106081531390905_5211_4008598_3.jpg!w466x449.jpg[/img][/size][/align][size=18px]安装传感器的洗手液机，就可以实现液位检测，以及缺液报警的功能。光电水位传感器具有寿命长，可靠性高等优点，而且具有耐高温、耐高压、耐腐蚀对被测介质影响小等特点。由于体积小，也可制成多点光电水位传感器。[/size][align=right][/align]

恒温恒湿测试设备是用于检测和确定电子电工、材料及其他 产品在进行高温、低温、或恒定湿热试验的温度环境变化后的参数及性能.　　恒温恒湿测试设备积水筒位不能过高,使水溢出积水筒或过低使湿球测试布吸水不正常,影响湿球的准确性水位大约保持六分满便呆.积水筒的水位可调整积水盒的高低.差不多每做完两三次试验就需要检查一下,并加水.　　当测试布表面不干净又变硬了,或者是做完温度控制后,继续做温湿球度控制前都是必须更换一次测试布.测试布大约三个月更换一次,更换时间用清洁布擦拭测温体,更换测试布时要先清洗干净,方可使用.　　恒温恒湿测试设备上的冷凝器需要定期每月保养,利用真空吸尘器将冷凝器散热网片上附着灰尘吸附或者是利用高压空气喷除灰尘.http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/03/201603251036_588176_2930782_3.jpg

电蒸锅如果没有水位检测会怎样？如果单靠人去检测水箱水位状况，很容易出现遗忘，导致机器烧干，所以电蒸锅需要水位检测工功能，方便提醒用户加水。[align=center][img=,690,328]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105311512047752_5672_4008598_3.jpg!w690x328.jpg[/img][img=,690,328]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105311512047752_5672_4008598_3.jpg!w690x328.jpg[/img][/align]在电蒸锅水箱底部安装一个光电水位传感器进行液位检测，实现低液位检测或者缺液提醒。因其家用电器是电蒸锅，所以需要安装食品级的光电水位传感器，例如psu或ppsu材质。光电式传感器具有耐腐蚀性，耐高温、高压等特点，对于被测的介质影响很小且灵敏度高，定位精度高、因其结构简单，所以清洗也较为方便。光电传感器中没有机械运动部件，水位传感器的内部元件全部密封在树脂中。具有高可靠性、无维护、长寿命等特点。[align=right]——深圳市能点科技有限公司[/align]

水位传感器用于水位控制、水位检测，先介绍水位传感器的分类。[b]水位传感器的种类：[/b]水位传感器种类很多，包括单法兰静压/双法兰差压水位传感器，浮球式水位传感器，磁性水位传感器，投入式水位传感器，电动内浮球水位传感器，电动浮筒水位传感器，电容式水位传感器，磁致伸缩水位传感器，伺服水位传感器等，超声波水位传感器，雷达水位传感器等。[img=,690,536]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805151523299345_7907_3397320_3.png!w690x536.jpg[/img]不同水位传感器的工作原理也不一样，适用的地方也不一样，简单介绍一下这几种水位传感器的原理浮筒式水位传感器：浮筒式水位变送器是将磁性浮球改为浮筒，水位传感器是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式水位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的水位、界位或密度的，它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。[b]浮球式水位传感器：[/b]浮球式水位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成，一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导管上下移动，导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测水位信号转换成正比于水位变化的电阻信号，并将电子单元转换成信号输出。浮球开关因为是最简单、最古老的检测方式，有着检测水位不精确的缺点，浮子易卡死。特点：价格较便宜。[img=,600,449]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805151524165625_3685_3397320_3.jpg!w600x449.jpg[/img][img=,413,302]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805151527336054_4890_3397320_3.png!w413x302.jpg[/img][b]静压式水位传感器：[/b]该变送器利用液体静压力的测量原理工作，它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～20mA或0～10mA电流方式输出。[b]超声波式水位传感器：[/b]这是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的超声波，超声波在碰到液体会产生显著反射形成反射成回波。因此以超声波作为检测手段，产生超声波和接收超声波。这就是超声波式的水位传感器工作原理。超声波式水位传感器特点：频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成 为射线而定向传播，缺点是价格较贵。[img=,690,383]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805151524567854_8545_3397320_3.jpg!w690x383.jpg[/img][img=,200,217]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805151527132654_2430_3397320_3.png!w200x217.jpg[/img][b]光电式水位传感器：[/b]光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而开发的新型接触式点液位测控装置。光电水位传感器具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试，灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测介质影响小等特征。[img=,690,465]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805151525527755_1345_3397320_3.jpg!w690x465.jpg[/img]光电式的水位传感使用范围广，拥有检测精度高、寿命长、稳定性强等特点，因此适用于很多方面。光电水位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而开发的新型接触式点水位测控装置。它具有结构简单，定位精度高；没有机械部件，不需调试；灵敏度高及耐腐蚀；耗电少；体积小等诸多优点而受到市场的逐渐认可。[img=,513,238]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805151526306105_1327_3397320_3.gif!w513x238.jpg[/img]由于水位的输出只与光电探头是否接触液面有关，与介质的其它特性，如温度、压力、密度、电等参数无关，所以光电[url=http://www.eptsz.com][color=#000000]水位传感器[/color][/url]检测准确、重复精度高；响应速度快，液面控制非常精确，并且不需调校，就可以直接安装使用。由于光电水位传感器探头体积相对小巧，可分开安装在狭小空间中适合特殊罐体或容器中使用。另外还可以在一个测量体上安装多个光电探头制成多点水位传感器。由于光电式水位传感器内部没有任何机械活动部件,因此光电水位传感器可靠性高、寿命长、免维护。深圳市能点科技有限公司是一家专业的开关生产厂家，主要供应水位开关、倾倒开关、流量计、液位传感器、水位开关、直键开关、水箱控制开关等产品。http://www.eptsz.com