料位傳感器的工作原理以及在市場(chǎng)中的應(yīng)用，料位傳感器都適合哪些領(lǐng)域。
料位傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示。
連接桿1由順磁性或抗磁性材料組成，如鋁管或銅管等；長(zhǎng)度可根據(jù)料倉(cāng)的高度來(lái)決定。鐵芯2材料為鐵磁質(zhì)材料，在鐵芯2上繞上一定匝數(shù)的線圈4；鐵芯2、線圈4、支撐套3與兩端的連接桿通過(guò)螺紋聯(lián)接，組成上位自感傳感器；中位自感傳感器5與下位自然傳感器6結(jié)構(gòu)與上位自感傳感器相同。
在連接桿1上可以依次固定許多個(gè)自感線圈，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)料位的數(shù)字報(bào)警檢測(cè)。
自感傳感器的基本原理是將電感的變化通過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流的變化，通過(guò)電壓或電流的信號(hào)變化，采集到被測(cè)量的變化信號(hào)。
鐵芯2與線圈4組成自感傳感器，其局部結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。
當(dāng)鐵磁質(zhì)粉塵未達(dá)到自感線圈處時(shí)，假設(shè)磁路中空氣隙為&.線圈的電感可按下式計(jì)算：
式中：W為線圈匝數(shù)；Rat，為磁路的總磁阻。
磁路中的總磁阻為：
式中：l.為磁路各段導(dǎo)磁體的長(zhǎng)度；u，為磁路各段導(dǎo)磁體的導(dǎo)磁系數(shù)；A，為磁路中各段導(dǎo)磁體的截面積，m2；4o為空氣的導(dǎo)磁系數(shù)；A2為空氣隙截面積。
由于本傳感器中的空氣隙。較大，（2）式中右邊的第一項(xiàng)可略去，則為：
將其代入（1）式中得電感值為：
當(dāng)鐵磁質(zhì)粉塵達(dá)到（并掩沒(méi)）自感線圈時(shí)，假設(shè)磁路中空氣隙為零，8為磁路中粉塵的長(zhǎng)度。則有線圈中的電感為：
式中：W2為線匝數(shù)；Rm，為磁路的點(diǎn)磁阻。
磁路中的磁阻為：
式中：l1為鐵芯2的長(zhǎng)度；μ1為鐵芯2導(dǎo)磁系數(shù)；A1為鐵芯2的截面積；6為鐵磁粉塵的長(zhǎng)度；μ2為鐵磁粉塵的導(dǎo)磁系數(shù)；A2為粉塵的截面積。
磁力線走最短路徑，磁力線在鐵芯2的路線l1與粉塵路徑。近似相等，即有：
由于粉塵物料四面包圍著鐵芯2，所以，粉塵物料的截面積A2等于鐵芯2的截面積A1，由此，整理（5）式右邊并代入（4）式得：
將（3）式與（6）式相比得：
鐵芯2材料為磁鐵，其，≥5000；粉塵材料其成份為鐵金屬氧化物，其內(nèi)，≥300.所以（7）式右端遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1亦即：
由法拉第電磁感應(yīng)定律知：
當(dāng)外電壓不變，線圈內(nèi)阻抗較小時(shí)，可以認(rèn)為e變化較小，將（8）式代入上式得：
即：當(dāng)物料達(dá)到自感傳感器處時(shí)，線圈電感L2遠(yuǎn)小于物料未達(dá)到自感傳感時(shí)的電感L1，同時(shí)線圈中相應(yīng)的自感電流
的變幅信號(hào)從而確定物料所到達(dá)的位置。
單線圈氣隙式自感傳感器線性度不好，在實(shí)際工程中是不能應(yīng)用的；在這里，通過(guò)其自感電流或電壓的變化幅度大這一特點(diǎn)采集其開(kāi)關(guān)量，從而判斷物料的位置；在一根連接桿上可以安裝數(shù)個(gè)單線圈，來(lái)達(dá)到數(shù)字式報(bào)警料位的目的，性能穩(wěn)定可靠。
料位傳感器設(shè)計(jì)要針對(duì)控制對(duì)象的矛盾持殊性進(jìn)行設(shè)計(jì)，不宜用一般性代替特殊性。針對(duì)鋼鐵廠粉塵的鐵磁質(zhì)性質(zhì)，依據(jù)單線圈電磁信號(hào)的特點(diǎn)，對(duì)數(shù)個(gè)單線圈的信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)量采集，用單片機(jī)或可編輯控制器進(jìn)行控制，在應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)連續(xù)料位檢測(cè)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠；在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在料位到達(dá)和未到達(dá)自感傳感器時(shí)，其自感電流相差5倍之多。應(yīng)用單片機(jī)控制單線圈在料位到達(dá)時(shí)斷電.卸料后恢復(fù)通電，既去除鐵芯磁性，又可避免單線圈發(fā)熱.采用高性能漆包線，對(duì)自感線圈進(jìn)行隔熱處理，所以，線圈在100℃高溫環(huán)境下仍能正常工作，因而該傳感器可正常工作于環(huán)境較惡劣的工況。
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