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性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明 |
柴油發(fā)電機組液位傳感器的類(lèi)別和工作原理 |
摘要：柴油發(fā)電機液位傳感器主要包括浮子一簧片開(kāi)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測柴油發(fā)電機機油盤(pán)內的機油油位、柴油發(fā)電機散熱器內的冷卻液液位、燃油箱內的燃油油位?？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(zhù)重介紹了電容式液位傳感器特點(diǎn)和工作原理。
柴油發(fā)電機在運轉過(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)強冷卻空氣散熱。那么存儲防凍液或者水就需要一定容量的散熱水箱。柴油發(fā)電機在運轉過(guò)程中，由于各種原因，可能會(huì )導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)電機在運轉的過(guò)程中產(chǎn)生高溫，輕者造成活塞缸體等部件損壞，嚴重時(shí)會(huì )造成柴油發(fā)電機的報廢?，F有的柴油發(fā)電機散熱水箱存在的問(wèn)題是當發(fā)生缺水或者漏水無(wú)法發(fā)出聲光報警停機信號；當缺水或者漏水嚴重時(shí)通過(guò)高水溫報警停機，會(huì )造成事故的嚴重擴大。因此，康明斯公司提醒用戶(hù)在選購柴油發(fā)電機組時(shí)，盡量要求經(jīng)銷(xiāo)商在設備中配備液位傳感器，防止缺水現象的發(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水箱液面高度，液面處于低位時(shí)進(jìn)行報警。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裝。
1、浮子一簧片開(kāi)關(guān)式。
浮子一簧片開(kāi)關(guān)式液位傳感器，主要由內裝簧片開(kāi)關(guān)的樹(shù)脂空心軸管和嵌有永久磁鐵的環(huán)狀浮子組成?；善_(kāi)關(guān)內有兩片很薄的金屬觸點(diǎn)。當液位低于規定位置時(shí)，浮子及嵌人的永久磁鐵下移，接近簧片開(kāi)關(guān)，通過(guò)簧片開(kāi)關(guān)的磁力線(xiàn)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。當液位在規定位置時(shí)，浮子上移，沒(méi)有磁力線(xiàn)穿過(guò)簧片開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)在自身彈力的作用下打開(kāi)，儀表停止提示。該類(lèi)型傳感器通常用于冷卻液液位、潤滑油液位等的檢測。
2、浮子一可變電阻式。
可變電阻式液位傳感器是由內裝滑動(dòng)電阻的浮子本體及連接兩者的浮子臂構成。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)或將信號傳送至柴油發(fā)電機控制器。這種傳感器大多與燃油表相配合，用于檢測燃油箱中的燃油量(液位)。
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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)檢測燃油箱中燃油的液位。其工作過(guò)程是，對熱敏電阻施加電壓，并在通電電流的作用下，其自身就會(huì )發(fā)熱。當將熱敏電阻浸沒(méi)在燃油中時(shí)，由于散熱快，溫度不上升，電阻值較高；反之，當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，即可檢測出燃油箱內燃油的液位，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，主要用于檢測蓄電池內的電解液液位(液量)。當蓄電池內的電解液液位符合規定值時(shí)，傳感器鉛棒的端部浸沒(méi)在電解液中，鉛棒上產(chǎn)生電動(dòng)勢，三極管T1導通，此時(shí)A點(diǎn)的電位接近于零，三極管T1處于截止狀態(tài)，警告燈不亮。當蓄電池內的電解液液位低于規定值時(shí)，電解液與傳感器鉛棒的端部分離，鉛棒不再浸沒(méi)在電解液中，鉛棒上不產(chǎn)生電動(dòng)勢，三極管T1截止；此時(shí)A點(diǎn)的電位升高，三極管T2導通，警告燈點(diǎn)亮，告知蓄電池中電解液液量不足，應予加添。
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警停機裝置包括：柴油發(fā)電機組部分、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，散熱水箱一側連接發(fā)動(dòng)機，發(fā)動(dòng)機一端連接發(fā)電機，發(fā)電機上部為自動(dòng)化控制屏。
1、工作原理
電容液位傳感器是把液位轉換成電容的變化，然后再用測量電容的方法求知液位，它是根據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、外兩電極。其中R1，R2分別為外電極內徑和內電極外徑，ε0、εr分別為空氣和被測液體的介電常數，L為兩極板相互重疊部分的長(cháng)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(jiàn)，如果圓柱形電容傳感器內的液位高度h發(fā)生變化，電容式液位傳感器兩極間總的介電常數隨之變化，傳感器的電容值也發(fā)生了變化，測量此時(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(xiàn)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的差值。常見(jiàn)的電容傳感器測量電路有變壓器電橋式、運算放大器式及脈沖寬度式等。這類(lèi)傳感器適用于液體液面的連續測量與位式測量，用于位式測量的電容液面計宜采用垂直安裝型，用于連續測量的電容液面計宜采用水平安裝型。由于水的介電常數遠大于空氣，因此當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)現水位的測量。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，取出相應的電流變化即可確定水位的高低。
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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)電機水位傳感器通常為電容式。該水位器裝于發(fā)電機組水箱上部，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(xiàn)端，分別是接地端、電源端、控制信號輸出端。當發(fā)電機組正常起動(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電阻為運放ICLM258供電。
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電容式液位傳感器尺寸接線(xiàn)圖 |
（1）當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(kāi)關(guān)量觸點(diǎn)斷開(kāi)，不向柴油發(fā)電機組自動(dòng)化智能控制器發(fā)出信號。
（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(kāi)關(guān)量觸點(diǎn)閉合，向柴油發(fā)電機組自動(dòng)化智能控制器發(fā)出信號，柴油發(fā)電機組自動(dòng)化智能控制器接受到信號后，經(jīng)過(guò)程序控制，先發(fā)出低液位聲光報警，經(jīng)過(guò)8s延時(shí)后，使柴油發(fā)電機供油繼電器停止工作，立即斷開(kāi)柴油發(fā)電機電子調速器及柴油發(fā)電機供油電磁閥的電源，使柴油發(fā)電機執行器斷電停止工作，柴油發(fā)電機馬上停機。
（3）根據低液位傳感器安裝高度，來(lái)確定散熱水箱液位的，當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(kāi)關(guān)量信號，使柴油發(fā)電機組的自動(dòng)化智能控制器接受到信號，立即進(jìn)行邏輯運算，先期發(fā)出報警信號，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)后，使柴油發(fā)電機控制電源中斷，確保柴油發(fā)電機的故障停機。
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