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过程工业中使用的工业传感器有哪些类型?

什么是传感器,什么是工业传感器?

一个传感器会测量一个物理量,然后根据这个物理量产生相应的电信号。工业传感器是一种可以对诸如热、光、声音、压力、磁性、运动等物理量作出反应并将其转换成电信号的装置。传感器的输出信号可以是电信号、机械信号、磁信号等。

需要测量的主要工业过程

  • 压力
  • 水平
  • 温度

如何选择工业传感器?

以下是选择工业传感器时需要考虑的主要因素

  • 灵敏度
  • 范围
  • 稳定
  • 可重复性
  • 线性
  • 响应时间
  • 温度范围
  • 湿度的影响
  • 大小
  • 强度
  • 电力消耗

用于工业自动化的传感器类型

  1. 压力传感器
  2. 流量传感器
  3. 水平传感器
  4. 温度传感器
  5. 气体传感器
  6. 运动传感器
  7. 加速度计传感器
  8. 密度
  9. 湿度
  10. 不透明度
  11. 重规模
  12. 近距离传感器
  13. 电导传感器
  14. 位移测量传感器
  15. pH值分析器
  16. 振动传感器
  17. 转矩传感器

1.压力传感器

压力测量在工业过程中是非常重要的,它被用来测量气体和液体的压力。这些传感器将为压力提供相应的电子输出。

压力传感器的分类

我们可以根据它们测量的压力范围、压力测量的类型以及操作温度范围对压力传感器进行分类。

绝对压力传感器

这个传感器可以测量相对于完美真空的压力我们可以用它来确定大气压力。气压计/高度计就是这种压力测量的例子。

计压力传感器

压力测量将根据环境大气压进行。这种类型的压力传感器只有一个端口,因此周围的空气压力将通过一个孔传输到传感器元件。

差压传感器

这种类型的压力传感器可以测量两个压力之间的压力。这些传感器也被称为双向差压传感器。

真空压力传感器

该传感器将测量相对于真空的压力,并利用它来确定低于大气压力的压力。

密封的压力传感器

这种类型的传感器将测量相对于固定压力的压力,而不是大气压力,后者可能会根据位置而变化。

压力传感器类型
压力传感器的分类

不同类型的压力传感器

  • 气压计
  • 压力计
  • 光纤压力传感器
  • 应变仪
  • 弹簧管

气压计

水银气压计和无液气压计是两种类型的气压计,它们可以用来测定大气压力。在水银气压表的情况下,它使用一个长管,这个管将充满水银,这将被放置在一个水银容器。无液气压计使用膜片,膜片的大小会随着气压的变化而变化。

压力计

最简单的一种压力计是充液压力计,在这种压力计中,要测量的压力和参考压力将提供给管的开口端。所以如果有压力差,那么管子两边液体的高度就会不一样。

光纤压力传感器

这是一个非接触式压力传感器,它也有高频响应。这种类型的压力传感器精度高,可以在恶劣环境下使用。在该传感器中,压力测量是根据压力的变化通过光的影响来完成的。光线将通过光纤传输到光阑,从而可以确定光阑的运动。所以当光从膜片反射回来时我们就能确定附着在膜片上的外部压力。

应变仪

这是一种主要的工业压力传感器,当它被拉伸时,它的电阻会发生变化。基本上,这个压力传感器是一根导线,当它被拉伸时,它的电阻会改变,所以如果导线的横截面积更小,那么电阻就会更大。如果对金属丝施加压力,金属丝就会伸长并改变其电阻。

弹簧管

波登管是一种弯管,在受到内外压力变化时,其形状会发生变化。所以当压力被施加到管子的内部部分时,管子就会变直,如果压力被释放,管子就会恢复到原来的位置。

压力传感器的应用

  • 流体和气体压力测量
  • 测量高度
  • 石油和天然气
  • 水下应用程序
  • 石油加工

2.流量传感器

这种传感器在工业过程中有很多应用,大部分的流量测量是通过在流量中放置一个障碍物来完成的。因此,在它后面会有周期性的湍流。因此,我们可以通过测量湍流涡的频率来测量流量。

流量传感器的功能

  • 确定以间隔为单位的流速
  • 确定管道单元的流量
  • 确定流动的总容积,如升、加仑等
  • 监控流程
流量传感器类型
流量传感器的分类

在上面的图像中,我们可以看到流量计的分类,有容积式流量计,可以直接测量流量,举个例子,容积式流量计。质量流量计可以直接测量质量科里奥利流量计就是一个例子。还有其他类型的流量计,比如流速流量计,它可以通过流速乘以流过的面积来决定流速。头型流量计将利用一个障碍物来测量流量,这类流量计的一个例子是目标流量计。

不同类型的流量传感器

  • 电磁流量计
  • 科里奥利质量流量计
  • 椭圆齿轮流量计
  • 孔板流量计
  • 目标流量计
  • 明轮流量传感器

电磁流量计

在这种类型的流量计中,液体将流过磁场,为了进行流量测量,液体应该是导体。所以当液体流过磁场时液体中就会有感应电压。所以为了测量流量,管道中会有两个探头,当液体流量增加时,感应电压也会增加。

科里奥利质量流量计

在这种流量计中,用振动管来进行流量测量。当流体流过管子时,管子会振动,这种频率或振幅的变化可以用来进行测量。

椭圆齿轮流量计

这种流量计用于测量连续的和不规则的流量。大多数情况下,这种流量计与定位器指示器和辊子集成装置一起在管道中使用。本仪器可用于不同的液体,如有机溶液、盐、酸、碱等。

孔板流量计

在这个流量计中,它使用一个孔板,在这个孔板上,我们可以看到一个孔。这个平板将垂直于流动,因此流动将发生通过平板孔和流动路径变窄。所以当测量窄流道上的压差时我们就能得到流速。

目标流量计

这种类型的流量计将把一个物体放在流动路径中,它将测量流经它的流体施加的力。该对象将被放置在与流体流动的正确角度。

明轮流量传感器

这可以归类为涡轮流量计。流量会导致桨叶旋转,我们可以通过这个旋转来确定流量。叶轮的流量和转速是成比例的。磁铁将被放置在桨叶的旋转轴附近,从那里它将提取脉冲信号。

如何选择流量计?

  • 流体类型(粘度)
  • 干净/肮脏的液体
  • 速度
  • 密度
  • 管直径

流量传感器的应用

  • 化学工厂
  • 医疗设备
  • 暖通空调系统
  • 可以检测到泄漏和堵塞
  • 管道爆发也可以被检测到
  • 石油和天然气工业
  • 石化

3.水平传感器

我们可以使用这些传感器来检测散装固体或液体的水平。这些传感器可以用来测量油和粉末的水平。在流体系统中,这些传感器是不可避免的,借助这个传感器,我们将能够确定物体的位置或位移。

不同类型的液位传感器

  • 浮子液位传感器
  • 电容液位传感器
  • 超声波液位传感器
  • 雷达水平传感器
  • 光学传感器水平
液位传感器类型
液位传感器的分类

点水平传感器

顾名思义,这种类型的传感器将检测特定的水平,操作人员将能够确定物体是高于或低于该水平。这些传感器可用作报警器。

连续水平传感器

这种类型的液位传感器将测量在指定范围内的液体或干物质的液位,并将发送显示液位的输出。所以基本上这些传感器不会测量一个特定的水平,比如点水平传感器,而是他们会测量一个水平范围。

点对点水平测量

在一定的过程中,我们要确定媒介或对象是否存在于两点之间。这两个点是高电平和低电平,为了进行这种类型的过程测量,我们可以使用点对点的测量方法。

浮子液位传感器

在这种类型的传感器,如名称所示,使用浮子,它用于报警应用。所以通过使用这个液位传感器,我们可以确定液位是低还是高。有一个连续浮子液位传感器,它可以用来确定准确的数量,介质在一个连续的方式。

电容液位传感器

这种类型的电平测量是基于电容的变化进行的,有一个绝缘电极,它将作为一个电容器,也有一个参考电极,也作为一个电容器。容量会随水箱水位的变化而变化,水箱水位越低,电容越小,水箱水位越高,电容也越高。

超声波液位传感器

这种类型的液位测量是通过发射超声波来完成的,这个传感器将有一个晶体管、接收器、定时和控制等。所以超声波会被传送到有液体的容器中当接收到回声时我们就能确定水平面。

雷达水平传感器

在这种类型的传感器中,微波脉冲被传输到要被测量的过程流体中。微波回波将作为发射的结果被接收,我们可以通过接收到的脉冲信号来计算电平。

光学传感器

该传感器使用一个红外LED和一个光接收器。LED会发出光,光会穿过棱镜。所以当没有液体时,光会在棱镜内反射。

液位传感器的应用

  • 食品和饮料
  • 材料处理
  • 权力
  • 化学工业公司
  • 水处理行业
  • 料浆

4.温度传感器

这是一种以电信号形式测量温度的传感器。输出信号将是电信号,它代表温度水平。

温度传感器类型

  • 接触式温度传感器
  • 非接触式温度传感器
温度传感器类型
温度传感器分类

不同类型的温度传感器

  • 热电偶
  • RTD
  • 热敏电阻
  • 红外温度传感器
  • 光学高温计
  • 辐射温度计

热电偶

这个装置通过使用两种不同的金属来测量温度,这个装置将热能转换成电能。在这个传感器中,两根不同的金属线连接在一起,在一端形成一个结。这个连接的部分将被加热,因此,将有一个电压穿过它。电表将被连接到电线的相对两端来测量电压。

RTD

大多数RTD是用镍或铜建造的。它的电阻在温度上有线性变化,所以这种类型的温度测量是利用金属的电特性来完成的。因此,上述金属的电阻率会随着温度的变化而变化。

热敏电阻

这是另一种温度传感元件,该元件采用烧结半导体材料。这个装置的主要特点是,如果温度有一个很小的变化,那么它就会表现出很大的电阻变化。这种温度传感器具有很高的精度。热敏电阻非常小,这是另一个重要的优势,我们可以在空间非常有限的地方使用这个设备。

红外温度传感器

红外温度传感器将能够检测移动的物体,我们不能在移动的物体上使用基于接触的温度传感器,因此,我们可以使用红外传感器。这个传感器将由一个光电池组成,它将发射和接收红外光。我们可以用这个传感器来检测运动。

光学高温计

这是另一种非接触式温度测量,它通过亮度比较来测量温度。基本上,这个装置将利用人眼来匹配热物体的亮度,以校准仪器内部灯丝的亮度。

辐射温度计

这是一种非接触式温度传感器它会根据物体接收到的热电磁辐射量来测量温度。接收到的辐射水平将被转换成电压。这些传感器的主要应用是在工业炉中。

温度传感器的应用

  • 电机-测量绕组温度
  • 电缆—用于测定电缆的内部温度
  • 机械发动机-测定发动机油温度
  • 加热控制系统
  • 暖通空调系统
  • 进水管-测定水的内部温度
  • 橡胶及塑料工业
  • 生物医药行业

5.气体传感器

我们可以用气体传感器来检测各种气体的变化或存在。这些传感器对于某些制造工厂和化学工业是不可避免的。我们可以用这个传感器确定有毒或可燃气体的存在。有许多类型的气体传感器,如氧气,二氧化碳,氮氧化物传感器等。

气体传感器的应用

  • 制造业
  • 化学工业公司
  • 石油和天然气
  • 石化行业
  • 油漆

6.运动传感器

我们可以用这个传感器来判断一个物体是否相对于它的周围移动了。我们可以在安全系统中使用这种传感器来自动触发灯和远程报警。运动传感器可以通过测量磁场或压力的变化来间接测量运动。

运动传感器类型

微波

这种类型的传感器将发射微波脉冲,所以当这些脉冲反射从运动物体可以测量

超声波

这种传感器将发射超声波并测量运动物体的反射。

运动传感器的应用

  • 自动照明系统
  • 聪明的泛光灯
  • 安全系统

7.加速度计传感器

所以这个装置可以把机械运动转换成电子输出。我们可以用这个装置来知道物体的物理加速度。

类型的感应器

霍尔效应的加速度计

这种类型的传感器使用霍尔原理来进行测量,所以基本上它会测量电压的变化,而电压的变化是由周围磁场的变化引起的。

压电加速度计

这种传感器是根据压电原理工作的,我们可以用它来测量振动和压力。

加速度计传感器的应用

  • 振动检测
  • 倾斜
  • 航空产业

8.密度传感器

密度测量在气体和流量测量中是非常重要的,在流量测量中,密度测量对于将体积流量转化为质量流量是非常重要的。

密度传感器类型

不同类型的密度传感器

  • 摘要
  • 超声波密度计
  • 声波液体密度计
  • 气体研究室、

摘要

这是最常用的密度测量方法,该装置是校准的玻璃浮子。这个装置是由玻璃制成的,它有一个圆柱形的杆和一个用水银称重的灯泡,这样它就能浮起来。要测试的液体必须装入一个容器或一个圆柱体中,比重计必须降低到这个容器或容器中,直到它能够自由漂浮。我们必须检查接触比重计阀杆的液点。这个阀杆可以很容易地测量液体的比重。

超声波密度计

我们可以用这种类型的密度计来测量泥浆或污泥的密度。为了进行密度测量,超声脉冲将沿着泥浆流经的管道传输。接收回来的超声波能量就是浆料的密度。我们不能用这种方法测量高密度的材料。

声波液体密度计

这种类型的密度计将利用声音来进行密度测量。这个密度计有一个测量液体中声速的装置,它还可以补偿压力和温度的变化。这种密度计的主要缺点是它只能用于透明液体,而且如果体积模量有变化,那么测量中就会有误差。该仪器的主要应用是测定两种不同烃类产品之间的干扰。

气体研究室、

这个密度计的工作原理是:悬浮在气体中的物体所受的浮力与气体密度成正比。这个仪表上有一个浮子。

9.湿度

我们可以将湿度定义为空气中水蒸气的存在,如果湿度水平增加,许多工业过程都可能受到影响。某些过程,如化学的、物理的和生物的,会受到水蒸气的影响。所以工业中湿度的测定是非常重要的。

绝对湿度-质量(蒸汽)与体积之比

相对湿度-质量(蒸汽)与质量百分比(饱和质量)之比

特定的湿度-质量(蒸汽)与总质量百分比之比

湿度传感器类型

不同类型的湿度传感器

  • 电容式湿度传感器
  • 温度湿度传感器
  • 电阻式湿度传感器

电容式湿度传感器

在这种类型的湿度传感器中,吸湿介质材料将被放置在两个电极之间,就像一个电容器。水蒸气的介电常数确实比传感器的介电常数高。如果传感器吸收了水蒸气,它的电容就会增加。

温度湿度传感器

这个装置有两个腔,两个腔都有一个热导传感器。其中一个室关闭并充满参考气体,而另一个室接收气体样品。将比较这两种气体的热导率的差异。

电阻式湿度传感器

这种类型的湿度传感器利用了非金属导体的导电性。该传感器由放置在两个导电电极之间的聚合物金属氧化物薄膜组成。这种薄膜有可移动的离子,如果含水量增加,薄膜的导电性就会增加。

湿度传感器的应用

  • 化学工业公司
  • 仪表
  • 自动化系统
  • 气候学
  • 地理信息系统
  • 农业

10.不透明度传感器

这种类型的传感器用来测量透射光的量,我们可以用不透明度传感器来确定烟雾。在工业应用中,我们可以使用不透明度传感器来测量不透明度。我们可以用这个传感器来确定空气的质量。主要的透明度测量方法有单通透射计和双通透射计。

不同类型的不透明度传感器

单次的大气透射表

该装置的主要部件是光源、分束器、控制探测器和测量探测器。光源通过气体或空气将光线传输到测量探测器,并根据光线的变化来确定光源的不透明度。

双通大气透射表

这种类型的不透明度测量将使用光的反射属性来进行不透明度测量。该装置主要由光源、反射镜、探测器和自动准直反射镜组成。光线将从光源通过空气或气体传输到自动准直反射镜,然后它将被反射回发射机部分,到达探测器。

透明度传感器的应用

  • 铁和钢
  • 火力发电厂
  • 铁和钢
  • 炼油厂

11.重规模

重量传感是工业过程的重要组成部分,就像在传送带装置中,我们需要一个称重传感器。重量的测量大多是通过与已知重量的比较来完成的。它还可以通过物体的挠度和测量液压和气动压力来完成。

不同类型的称重传感器

  • 应变仪
  • 负载细胞
  • 质量秤

应变仪

这个装置具有弹性,它由一层电阻薄膜组成,当重量加在它上面时,它的形状就会改变。所以在变形过程中,会有一个阻力的变化,这可以用来确定重量。

负载细胞

测压元件可以将力转换成电信号,这个装置非常精确。测压元件由许多应变片组成。基本上,它会计算出应变,然后力就会转换成电能。还有液压和气动测压元件,也可以用来测量重量。

质量秤

这种类型的重量测量方法会将测量质量上的引力与另一个已知质量物体的引力进行比较。这些仪器的主要类型是称梁,钟摆秤,电磁天平,和梁天平。

12.近距离传感器

这种设备可以在不进行任何物理接触的情况下检测物体。所以如果这个传感器靠近一个物体,它就会探测到它。所以这个传感器会发射一束电磁波根据接收到的信号,我们可以确定物体的存在。

接近传感器类型

不同类型的接近传感器

  • 电感式接近传感器
  • 光学近距离传感器
  • 电容式接近传感器
  • 磁接近传感器
  • 超声波距离传感器

电感式接近传感器

这种类型的接近传感器可以用来检测铁和非铁材料。所以它用电感来确定物体,所以电动势就会传递到目标物体上。所以如果磁场附近有金属物体,那么金属物体会降低电动势的振幅。

光学近距离传感器

这种类型的传感器将使用红外光来确定物体。使用这个传感器,我们几乎可以确定任何物体。所以会有一个发射光的发射器和一个吸收反射光的接收器。有三种类型的光学近距离传感器,它们是通过光束,反向反射和漫反射传感器。

电容式接近传感器

我们可以用这个传感器探测大部分物质。该传感器可以测定具有高介电常数的物质。该传感器将对活动部件周围介质的任何变化作出反应。这种传感器能够通过玻璃和塑料探测物体。

磁接近传感器

磁近距离传感器是用来探测磁性物体的,因此它可以根据物体的磁场来确定物体。这个传感器由簧片触点组成,当它靠近磁性物体时,磁场会使触点带电。

超声波距离传感器

这种类型的近距离传感器利用超声波来探测物体。所以它会发射超声波,当接收到回声时,它就能确定物体。

近距离传感器的应用

  • 位置测量
  • 动态运动检测
  • 组装测试
  • 航空安全
  • 微分系统
  • 输送系统

13.电导传感器

电导率传感器用于某些过程控制,如产品监测、水监测或泄漏检测。亚博yabo888vip这些传感器大多用于确定溶液的电导。

电导传感器的类型

接触式电导率传感器

这种类型的传感器有两个金属电极,这将与溶液接触。电压将被加到电极上,电场使溶液中的离子来回移动。离子电流取决于浓度和溶液面积。在传感器中将有一个分析仪,它将确定溶液的电导。

电感电导传感器

该传感器由两个金属线绕线圈组成,一个是驱动线圈,另一个是接收线圈。传感器与溶液接触,分析仪将施加电压到驱动线圈上,这将在溶液中产生电压。由于电压的原因,离子电流会流动,并且它与溶液的电导成正比。

电导率传感器的应用

  • 化学物质
  • 水和废水
  • 食品和饮料
  • 发电厂
  • 石油和天然气

14.位移测量传感器

这种传感器可以检测到身体位置的变化。位移和速度的测量在许多位置和速度控制过程中是非常重要的。因此,需要对这些参数进行适当的测量,以获得更好的控制性能。

位移传感器类型

不同类型的位移测量传感器

  • 电位位移传感器
  • 电感式位移传感器
  • 电容式位移传感器
  • 涡流传感器
  • 超声波位移传感器
  • 光纤位移传感器
  • 磁致伸缩位移传感器

电位位移传感器

我们可以使用这种类型的位移传感器来测量线性和角位移。所以这个装置可以将旋转和线性位移转换成电信号。这个装置的阻力会随着轴的转动而变化。

电感式位移传感器

电感式位移传感器由磁路和绕在磁路上的线圈组成。如果导体和磁场之间有运动,那么导体内就会感应到电压。LVDT是一种感应式位移传感器,它是一种机电设备,可以产生电信号。这个信号将与变压器和电枢的位移成正比。

电容式位移传感器

我们可以用这个传感器来测量旋转或平移运动。这个传感器可以检测很多东西,比如运动、化学成分、电场。当介电常数、极板间隙和电容极板面积发生变化时,电容也会发生变化。

涡流传感器

涡流是由磁场在导电材料中产生的电流。在这个传感器中有两个线圈,一个是有源线圈,另一个是平衡线圈。有源线圈会产生磁场,所以有源线圈会检测附近的物体,而平衡线圈会对输出桥电路进行平衡和温度补偿。因此,当通过对物体或导体施加磁场而产生涡流时,感应电流将对有源线圈施加磁场,这将降低线圈的电感。

超声波位移传感器

这些传感器大多用于水下应用,这种设备由一个压电元件组成,它会向目标发射声波能量脉冲。所以当信号从目标反射过来时,可以测量发射和接收信号所需的时间来确定目标距离。

光纤位移传感器

这种类型的位移传感器类似于超声波位移传感器。该装置不发射声能,而是发射光源,光源强度随距离的远近而减小。因此,当传感器将光源传输到物体时,可以测量从物体反射回来的光的数量,以确定距离。

15.pH值分析器

PH值的测量对许多化学工业来说是非常重要的,PH值的测量可以描述为水溶液中氢或氢氧根离子的量的测量。基本上,它是氢离子活度的测量。PH值控制在某些工业过程中是必需的,通过这样做,我们可以提高产品的质量。通过测量PH值,我们可以确定溶液是碱性还是酸性。

PH分析仪的主要组成部分是参考电极、玻璃测量电极,还有一个传感元件做温度自动补偿。玻璃测量电极对PH值很敏感,它会与溶液接触,这个电极会产生与溶液PH值成正比的电压。参考电极将给出一个已知的电势,玻璃电极和参考电极之间的电压差将与溶液的PH成正比。

PH分析仪的应用

  • 化学工业公司
  • 制药
  • 水和废水
  • 食品和饮料
  • 生化反应监测
  • 石油天然气

16.振动探针

振动可以定义为机器的不平衡,它是由于离心力在机器中可能发生的振动。机械振动的影响取决于振动的幅度、频率和持续时间。我们可以看到旋转机器的振动,主要原因是旋转部件的质量分布不均匀。

不同类型的振动探头

  • 近距离探测
  • 速度探头
  • 加速度计探头
  • 涡流探头
振动传感器类型
振动传感器分类

近距离探测

该传感器主要用于测量轴的运动,并将其安装在轴承座上。

速度探头

该传感器将检测设备所在点的总振动。这个探头可以用来测量振动体的速度。

这些传感器大多被放置在跑步机的轴承座上。

加速度计探头

这个装置可以测量振动物体的加速度。这些传感器可用于低到高频率。该装置的频率将高于振动体的频率。它可以在记录加速度后测量振动。

涡流探头

该装置用于检测旋转机械的振动。该装置可以监测轴的轴向位置,也可以测量转子与机壳之间的相对膨胀。这是一种非接触式传感器,用于测量位移,它将显示轴的径向振动,轴转子的位置。

振动传感器的应用

  • 炼油厂
  • 电力行业
  • 食品和饮料
  • 矿业

17.转矩传感器

扭矩测量是确定所需机械功率的必要条件,它将有助于确定应力和挠度分析所需的载荷信息。

不同类型的扭矩传感器

  • 磁致伸缩扭矩传感器
  • 压电式扭矩传感器
  • 应变式扭矩传感器
  • 测功器

磁致伸缩扭矩传感器

这种传感器通过测量其自身磁场的变化来检测磁导率的变化。

压电式扭矩传感器

压电材料将被压缩,产生电荷并被测量。

应变式扭矩传感器

这个装置将安装在一对轴上,其中一个将测量长度的增加,另一个将在相反的方向测量减少的部分。

测功器

这个装置可以用来确定制动扭矩和功率,大多数情况下这个装置会通过各种方法来做到这一点。测功机分为吸收式测功机、传动式测功机和驱动式测功机。

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