吹气式液位遥测系统原理
吹气式液位遥测系统原理
其工作原理是基于液体静力学测量原理。如果有连续不断的空气进入位于液货舱底部的探测器 (通常称为测深管) 中,当少量的空气由位于液货舱底部的排放口溢出时,一个相关于液体液位及粘度的压力将在测深管建立起来。如果液体的密度已知,而测深管中的压力也已被测知,则我们可以相应计算出测深管开口处与液面之间的距离。该数值能够以深度,容积或液货舱百分比的任选形式在表中显示出来。
首先管子不允许任何漏气，其次安装的管子必须独立进入舱中，举例像是你用嘴通过一个细管子往水池里吹起，你嘴里肯定要不停的吹气，这样水池会有一股反作用力会往上涌来平衡大气压，这个压力就是一个合适的压力转成电信号，和软件计算，就可以在电脑上显示出来了。其实不难，漏气了的话给舱里的压力就是不是合适的压力，得出的结果肯定不准，如果排气的一端被堵住了自然不会和大气压相平衡，肯定会显示满仓或者仓容率大于仓容表的数值。
自动控制系统原理第五版课后问题详解完整版 2
第 一 章 1-1 图1-2是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下，希望液面高度c 维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。 图1-2 液位自动控制系统 解：被控对象：水箱；被控量：水箱的实际水位；给定量电位器设定水位r u （表征液位的希望值r c ）；比较元件：电位器；执行元件：电动机；控制任务：保持水箱液位高度不变。 工作原理：当电位电刷位于中点（对应r u ）时，电动机静止不动，控制阀门有一定的开度，流入水量与流出水量相等，从而使液面保持给定高度r c ，一旦流入水量或流出水量发生变化时，液面高度就会偏离给定高度r c 。 当液面升高时，浮子也相应升高，通过杠杆作用，使电位器电刷由中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机，通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动，从而减少流入的水量，使液面逐渐降低，浮子位置也相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，电动机的控制电压为零，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度r c 。 反之，若液面降低，则通过自动控制作用，增大进水阀门开度，加大流入水量，使液面升高到给定高度r c 。 系统方块图如图所示： 1-10 下列各式是描述系统的微分方程，其中c(t)为输出量，r (t)为输入量，试判断哪些是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统? （１） 222 ) ()(5)(dt t r d t t r t c ++=；
（２）)()(8) (6)(3)(2 233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++； （３） dt t dr t r t c dt t dc t )(3)()()(+=+； （４）5cos )()(+=t t r t c ω； （５） ?∞-++=t d r dt t dr t r t c ττ)(5) (6 )(3)(； （６）)()(2 t r t c =； （７）???? ?≥<=.6),(6,0)(t t r t t c 解：（1）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2 ()r t ，所以该系统为非线性系统。 （2）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （3）该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，所以该系统为线性系统，但第一项 () dc t t dt 的系数为t ，是随时间变化的变量，因此该系统为线性时变系统。 （4）因为c(t)的表达式中r(t)的系数为非线性函数cos t ω，所以该系统为非线性系统。 （5）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （6）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2()r t ，表示二次曲线关系，所以该系统为非线 性系统。 （7）因为c(t)的表达式可写为()()c t a r t =?，其中 0(6) 1(6)t a t ?
水位远程监测系统方案
水位远程监测系统 方案
水位远程监测系统方案上海智达电子有限公司
目录 一、客户需求....................................................................................2二、方案概述....................................................................................2三、系统组成....................................................................................2 3.1控制中心主站 (3) 3.2通讯网络....................................................................................3 3.3现场主要监测设备 (3) 四、地下水位监测系统主要特点 (4) 五、系统软件功能及特点 (5) 5.1功
能..........................................................................................5 5.2特点..........................................................................................6六、主要硬件设备概述 (9) 6.1G P R S无线通讯设备 (10) 6.2水资源控制器 (11) 6.3水位计 (14) 6.4室外专用监测箱 (16) 6.5开关电源 (17)
投入式液位计
投入式液位计测量原理 投入式液位计是一种测量液位的压力传感器．是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／1～5VDC）。 投入式液位计适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 工作原理： 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ .g.H + Po 在公式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的
Po ，使传感器测得压力为：ρ .g.H ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。 一、超声波液位计的特性 1、选用专业超声波小角度探头，发射功率大，灵敏度高，寿命 长，测量距离远； 2、任意点上下限设定，倒值设定，(可在测距范围内任意设定两点间的距离对应4—20MA或0—5V，传感器可方便安装调试，适应各种信号连接要求 )。距离准确度在线标定可用于水、酒、糖、饮料 等液位控制。 3、输出方式有4--20MA或0-5V输出，0—10V 输出。数字信号：RS232（三线）/ RS485（任选其一，在定货时约定）二次示仪表为智能型数字显示仪表，有多种功能，其中上下限设定功能可使 液位及物位实现自控及报警。 4、距离或深度数据直接由LED数码管显示，便于现场测定，并 带有温度显示。 5、全封蔽设计，可用于野外，可直接对液体进行测定。
自动控制原理课后答案西工大版
一、 习 题 及 解 答 第1章习题及解答 1-1 根据图1-15所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 解 （1）负反馈连接方式为：，d a ?c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 图1-16是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。 图1-16 仓库大门自动开闭控制系统 解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，
偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。 1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 图1-17 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出所控制偏差电压，经电压放大器、功率放大器放大成后，作为 况下，炉温等于某个期望值e u a u 控制电动机的电枢电压。 在正常情T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=?=f r e u u u 故01，==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失量正好等于从加热器吸的热取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以
水位监测报警系统的设计
2008级电子信息工程 模拟数字电路课程设计报告书 设计题目水位监测报警系统的设计 姓名 学号 学院物理与电子信息工程学院 专业电子信息工程 班级 指导教师 2010年11 月20 日
水位监测报警系统的设计 指导教师签名： 2010年月日 一、指导教师评语 指导教师签名： 2009 年月日 二、成绩 验收盖章 2009年月日
目录 摘要 (3) 一、前言 (4) 二、水位报警系统方案选择 (4) 2、1 水位信号的选择 (4) 2、2 信号转换模块的选择 (5) 2、3 编码模块和数码显示模块选择 (5) 三、工作原理 (6) 四、电路设计 (7) 4.1水位信号、信号转换设计 (7) 4.2 编码、数码管显示设计 (8) 4.3 报警模块设计 (9) 4.4退偶电路…………………………………………… 9 五、系统调试 (10) 六、设计总结 (11) 七、参考文献 (11) 八、附件 (12) 8.1 附件1 原理图 (12) 8.2 附件2 PCB排版 (13) 8.3 附件3 真值表 (14) 8.4 附件4 元件清单 (15)
摘要：本水位监测报警器使用5V低压直流电源（也可以用3节5号电池代替）就可以对5~15厘米的水位进行监测，用数码管显示水位，并可以对不再此范围内的水位发出报警。主要采用CD4066、74LS86、74LS32、74S48芯片，再加上数码管、蜂鸣器、电阻、电容这些器件组成一个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。因为大部分电路采用数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。 关键字：译码电路报警电路监测电路 Abstract: The water level alarm monitoring the use of 5 V low-voltage DC power (can also use three batteries replaced on the 5th) will be able to 5 to 15 centimeters of water level monitoring, with LED display and digital display of water level, and this can no longer Within the scope of a water level alarm. Mainly CD4066, 74LS86, 74LS32, 74S48 chips, coupled with digital control, buzzer, electric capacity, the resistance of these devices composed of a simple and sensitive monitoring alarm circuits. Because the majority of circuits using digital circuitry, so the water level monitored alarm system also has low energy consumption, high accuracy of the characteristics. Keyword: Decoding circuit alarm circuit monitoring circuit
电容式传感器在液位测量中的应用
电容式传感器在液位测量中的应用 【摘要】本文主要介绍了电容式传感器在液体测量中的一项应用——电容式液位计。电容式液位计是企业自动化的重要检测工具.本文介绍的电容式传感器做成水位测量计报警系统，结构简单，具有极高的抗干扰性和可靠性，解决了温度、湿度、压力及物质的导电性等因素对测量过程的影响。 【关键词】电容式液位计;测量原理;连接电路 洪水灾害是我国发生频率高、危害范围广、对国民经济影响最为严重的自然灾害。洪灾会造成江、河、湖、库水位猛涨，堤坝漫溢或溃决。所以一个安全，可靠，及时的水位测量系统显得尤为重要，目前我国较多使用的是浮子式水位测量计，虽然结构简单，但是干扰性较差，抗腐蚀能力也较低。本文根据检测与转化技术中的电容式传感器做成水位测量计报警系统，结构简单，具有极高的抗干扰性和可靠性，解决了温度、湿度、压力及物质的导电性等因素对测量过程的影响。能够测量强腐蚀性的液体，如酸、碱、盐、污水等。 1.解决方案 由于较多的降雨，水库的水位会增加，所以可以利用电容式传感器做成水位测量计。 1.1检测原理 电容式液位计是根据电容的变化来实现液位高度测量的液位仪表，电容式液位计的主要构件包括容式物位传感器和检测电容的线路。电容式液位计在测量时是将一根金属棒探入被测量容器的溶液中，将金属棒作为电容的一极，将容器壁作为电容的另一极。 电容式液位计在工作时，两个电极之间分别处于两种介质之中，而这两种介质的介电常数肯定是不同的，液体的介电常数ε1和气体的介电常数ε2之间存在一个差，这样同一段距离中ε1与ε2的比例不同，加和的结果也不同。 电容式液位计测量时，加设ε1>ε2，那么当液位升高时，ε1占据的比例增大而ε2占据的比例减小，两个电极之间的总的介电常数值也就会随之增大，而电容量也就会相应增加，通过对电容量增加值的测算就可以得到液位高度值。 在液位的连续测量中，多用同心圆柱式电容器，同心圆柱式电容器的电容量: C=■ 式中：
水位监测系统
水位监测系统 一、适用范围 水位监测系统适用于地下水水位监测、河道水位监测、水库水位监测、水池水位监测等。 二、系统目标 水位监测系统监测水位动态信息，为决策提供依据。 三、系统组成 水位监测系统主要由监控中心、通信网络、水位监测终端设备、测量设备等四部分组成。 水位监测系统拓扑图 ◆ 监控中心： 主要硬件：服务器、客户端、移动数据专线或GPRS 数据传输模块DATA-6107。 GPRS 浏览客户 市、县分中心 服务器 监控工作站 领导/其他处室 防火墙 局域网 INTERNET 公网 打印机市电供电 监测终端 DATA-9201 太阳能供电监测终端 DATA-9201 电池供电 监测终端 DATA-6216 超声波水位计 雷达水位计 投入式水位计
主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。 ◆通信网络：INTERNET公网+ 中国移动公司GPRS网络。 ◆终端设备：微功耗测控终端，市电供电、太阳能供电、电池供电可选。 ◆测量设备：水位计或水位变送器。 四、系统功能 ◆水位监测系统可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。 ◆采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。 ◆上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。 ◆支持串口水位计、0-5V或4-20mA信号输出的水位变送器。 ◆支持220VAC供电、太阳能供电、锂电池供电。 ◆现场监测终端具备数据存储功能。 ◆可远程设置终端工作参数，支持远程升级。 ◆水位监测系统监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。 五、系统特点 ◆通过国家水利部水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL 180-2015）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。 ◆获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。 ◆兼容超声波、雷达、激光、投入式、浮子式等各种水位计。 地下水水位监测系统 【系统概述】 地下水水位监测系统是掌握地下水变化规律、了解地下水开采状况、指导地下水资源保护的重要手段，可对地下水的水位、水温、水质等参数进行长期监测并自动存储监测数据，地下水自动监测系统可对地下水的变化规律进行动态分析。 针对地下水监测井分布地域广、数量众多的特点，本系统依托既有的GPRS/CDMA无线网络平台进行建设，具有投资成本低、建设速度快、无通信距离限制等优点。
磁翻板液位计工作原理及维护
磁翻板液位计工作原理及维护 （单位：联合三车间制作人：孙育青审核人：） 一、制作目的： 磁翻板液位计具有显示直观、醒目、视角宽，结构紧凑合理，安全可靠，无“跑、冒、滴、漏”现象。新硫磺回收装置汽包、碱罐等使用到磁翻板液位计监测液位。通过学习磁翻板液位计工作原理及维护有助于提高操作水平，维护好设备降低故障率。 二、磁翻板液位计工作原理： 结构图工作原理图 磁翻板液位计（也可称为磁性浮子液位计）根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位升降时，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为容器内部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。 三、日常维护 1、本体周围不容许有导磁物质接近，禁用铁丝固定，否则会影响磁翻板液位计的正常工作； 2、调试时应先打开上部引管阀门，然后缓慢开启下部阀门，让介质平稳进入主导管(运行中应避免介质急速冲击浮子，引起浮子剧列波动，影响显示准确性)，观察磁性红白球翻转是否正常，然后关闭下引管阀门，打开排污阀，让主导管内液位下降，据此方法操作三次，确属正常，即可投入运行(腐蚀性等特殊液体除外)； 3、介质内不应含有固体杂质或磁性物质，以免对浮子造成卡阻； 4、磁翻板液位计应根据介质情况，不定期清洗主导管清除杂质； 5、使用前应先用校正磁钢将零位以下的小球置成红色，其它球置成白色；
6、磁翻板液位计的安装位置，应避开或远离物料介质进出口处，避免物料流体局部区域的急速变化，影响液位测量的准确性；
投入式液位计安装
正确安装使用投入式静压液位计 静压投入式液位计是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应，将静压转成电信号。经过温度补偿和线性校正。转换成4-20mADC标准电流信号输出。 RZ系列静压投入式液位计稳定性好，精度高，传感器部分可直接投入到液体中，变送器部分可用法兰或支架固定，安装使用极为方便。固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长从水、油到粘度较大的糊状都可以进行高精度测量，不受被测介质起泡、沉积、电气特性的影响宽范围的温度补偿。静压投入式液位计具有电源反相极性保护及过载限流保护。 静压投入式液位计使用与安装的注意事项： 1.液位变送器运输、储存时应恢复原包装，存放在阴凉、干燥、通风的库房内。 2.使用中发现异常，应关掉电源，停止使用，进行检查 3.接供电电源时应严格按照接线说明进行连接。 静压投入式液位计如何安装： 液位计应安装在静止的深井、水池中时，通常把内径Φ45mm左右的钢管(不同高度打若干小孔，以便水通畅进入管内)固定于水中，然后将静压投入式液位计放入钢管中即可使用。变送器的安装方向为垂直，投入式安装位置应远离液体出入口及搅拌器。在有较大振动的使用场合，可在变送器上缠绕钢丝，利用钢丝减震，以免拉断电缆线。测量流动或有搅拌的液体的液位时，通常把内径Φ45mm左右的钢管(在液体流向的反面不同高度打若干小孔，以便水通畅进入管内)固定于水中，然后将静压投入式液位计放入钢管中即可使用。
关于静压投入式液位计怎样解决抗干扰问题的解决方法，投入式液位计稳定性好，精度高，安装使用相当方便。在日常使用中会受到很多因素的影响。为使用户能够更好的使用投入式液位计，下面将相关的方法与大家分享。 首先大家都使用了传统的方法解决的但是没有很好效果。对于这种传统的方法也就是测量设备上一个小水箱的液位时，把压力变送器检安装在水箱的底部，传感器线的性化不错。但存在一个问题，当水箱上面有水流下来时，会使下面的压力摆动比较大。分析数据来看，用1秒钟取出一个数据，显示的摆动比较大，其中又有正确的数值;用10ms取出一个数来平均，效果也不好。如何进行解决？ 避免液体下流时压力直接冲击探头，或者用其他的物体挡住液体下流时候那瞬间直接冲击的压力就可以了;同时可以把进水口装成淋浴式的，把一股大水流切断成小水流喷洒下来，效果还不错;把进水管口弯一下，使进水口略微往上翘一点，水在出来时会首先往空中抛然后再落下，减少了直接冲击(将动能转换成势能)。 精心搜集整理，只为你的需要
常用20种液位计工作原理
本文通过对常用20种液位计工作原理的解读,从各液位计安装使用及注意事项的分析，来判断液位计可能出现的故障现象以及如何来处理,系统的了解液位计，从而为遇到工况能够在选择液位计上,做出准确的判断提供依据。常见液位计种类1、磁翻板液位计２、浮球液位计3、钢带液位计４、雷达物位计5、磁致伸缩液位计6、射频导纳液位计７、音叉物位计8、玻璃板／玻璃管液位计9、静压式液位计1０、压力液位变送器11、电容式液位计12、智能电浮筒液位计13、浮标液位计1４、浮筒液位变送器１5、电接点液位计16、磁敏双色电子液位计1７、外测液位计1８、静压式液位计19、超声波液位计20、差压式液位计(双法兰液位计)常用液位计的工作原理1、磁翻板液位计磁翻板液位计:又叫磁浮子液位计,磁翻柱液位计。原理：连通器原理，根据浮力原理和磁性耦合作用研发而成，当被测容器中的液位升降时，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板,使红白翻柱翻转１8０°,当液位上升时翻柱由白色转为红色,当液位下降时翻柱由红色转为白色，面板上红白交界处为容器内液位的实际高度，从而实现液位显示。2、浮球液位计浮球液位计结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球(简称浮球)在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器(磁簧开关）作用,使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化,进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。3、钢带液位计它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时,原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下,将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置(浮子）根据液位的情况带动钢带移动,位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动,进而作用于计数器来显示液位的情况。4、雷达液位计雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。5、磁致伸缩液位计磁致伸缩液位计的传感器工作时，传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流,该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子,此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时,浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲,这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置，即液面的位置。6、射频导纳液位计射频导纳料位仪由传感器和控制仪表组成，传感器可采用棒式、同轴或缆式探极安装于仓顶。传感器中的脉冲卡可以把物位变化转换为脉冲信号送给控制仪表，控制仪表经运算处理后转换为工程量显示出来，从而实现了物位的连续测量。7、音叉物位计音叉式物位控制器的工作原理是通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉与被测介质相接触时,音叉的频率和振幅将改变,这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号。８、玻璃板液位计(玻璃管液位计)玻璃板式液位计是通过法兰与容器连接构成连通器,透过玻璃板可直接读得容器内液位的高度。9、压力液位变送器压力式液位计采用静压测量原理，当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力的同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压Pｏ与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Ｐo，使传感器测得压力为：ρ.g．H，通过测取压力Ｐ,可以得到液位深度。10、电容式液位计电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内,金属棒作为电容的一个极,容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε２不同,比如:ε１>ε2,则当液位升高时，电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降,ε值减小，电容量也减小。所以,电容式液位计可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。11、智能电浮筒液位计智能电浮筒液位计是根据阿基米德定律和磁藕合原理设计而成的液位测量仪表，仪表可用来测量液位、界位和密度，负责上下限位报警信号输出。１2、浮标液位计它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下,将通过钢带(绳)的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子)根据液位的情况带动钢带（绳）移动,位移
自动控制系统原理 课后习题问题详解
第1章控制系统概述 【课后自测】 1-1 试列举几个日常生活中的开环控制和闭环控制系统，说明它们的工作原理并比较开环控制和闭环控制的优缺点。 解：开环控制——半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。 工作原理：被控制量为衣服的干净度。洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。系统输出量（即衣服的干净度）的信息没有通过任何装置反馈到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。 闭环控制——卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统和空调、冰箱的温度控制系统。 工作原理：以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例，系统的被控制量（输出量）为蓄水箱水位（反应蓄水量）。水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门（即反馈至输入端），控制供水量，形成闭环控制。当水位达到蓄水量上限高度时，阀门全关（按要求事先设计好杠杆比例），系统处于平衡状态。一旦用水，水位降低，浮子随之下沉，通过杠杆打开供水阀门，下沉越深，阀门开度越大，供水量越大，直到水位升至蓄水量上限高度，阀门全关，系统再次处于平衡状态。 开环控制和闭环控制的优缺点如下表 1-2 自动控制系统通常有哪些环节组成？各个环节分别的作用是什么？ 解：自动控制系统包括被控对象、给定元件、检测反馈元件、比较元件、放大元件和执行元件。各个基本单元的功能如下： （1）被控对象—又称受控对象或对象，指在控制过程中受到操纵控制的机器设备或过程。 （2）给定元件—可以设置系统控制指令的装置，可用于给出与期望输出量相对应的系统输入量。 （3）检测反馈元件—测量被控量的实际值并将其转换为与输入信号同类的物理量，再反馈到系统输入端作比较，一般为各类传感器。 （4）比较元件—把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的给定值进行比较，分析计算并产生反应两者差值的偏差信号。常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。 （5）放大元件—当比较元件产生的偏差信号比较微弱不足以驱动执行元件动作时，可通过放大元件将微弱信号作线性放大。如电压偏差信号，可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成的电压放大器和功率放大级加以放大。 （6）执行元件—用于驱动被控对象，达到改变被控量的目的。用来作为执行元件的有阀、电动机、液压马达等。 （7）校正元件：又称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善控制系统的动态性能和稳态性能。
基于单片机的水位检测报警系统
XX学院 单片机系统设计三级项目 设计说明书 （2011/2012学年第二学期） 题目：基于单片机的水位检测报警系统_ 专业班级： XXXXXXXX 学生姓名： XXX XX 学号： XXXXX 指导教师：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXX 设计周数： XXXXXXXXX 设计成绩： XXXX年XX月XX日
XX学院 单片机系统设计三级项目任务书 一、题目：基于单片机基于单片机的水位检测报警系统设计与实现 二、参与项目班级： XXXXXXXXXXXXXX 三、项目起止时间： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 四、原始数据及主要任务： 原始数据：水位传感器；51单片机；扬声器。 主要任务：⑴根据技术要求和现有开发环境，分析设计题目；⑵设计系统实现的方案；⑶设计并绘制电路原理图；⑷画出功能模块的程序流程图；⑸使用汇编语言(或C语言)编写实现程序；⑹结合硬件调试、修改并完善程序；⑺编写项目报告。 五、技术要求： ⑴利用单片机及扬声器、水位传感器等器件设计； ⑵将探测到的水位变化信号转换为电压信号，经调理电路整形处理为TTL电平送入单片机； ⑶单片机对送入的信号进行数据处理，在LED或LCD上进行水位显示，超出水位警戒线时发出报警提示。 学生（签字）：系主任（签字）： 指导教师（签字）：院长（签字）：
目录 1．项目设计要求与任务 (3) 2．项目设计正文 (3) 2.1 课题背景及研究意义分析 (3) 2.2 课题现状 (4) 2.3 设计思路及方案 (4) 2.3.1 水位传感方式的选择 (4) 2.3.2 水位传感器的特点及应用 (5) 2.4系统的组成 (6) 2.4.1系统工作原理 (6) 2.4.2稳压电路 (6) 2.4.3水位显示电路 (7) 2.4.4振荡电路和复位电路 (8) 2.4.5自动报警电路 (8) 3．水位检测系统的整体电路仿真图 (9) 3.1硬件连接实物图 (9) 4. 各种水位下的仿真图 (10) 4.1 高水位状态下仿真图 (10) 4.2 低水位状态下仿真图 (10) 5. 通信单元硬件设计 (11) 6．上位机显示单元 (11) 6.1上位机接受部分窗体控件 (12) 7. 项目设计总结 (14) 8. 参考文献 (15) 附录1 (16)
常见几种液位计工作原理
常见几种液位计工作原理 关键字：液位计 一、磁翻板液位计 主要原理 磁翻板液位计也称为磁翻柱液位计，结构主要基于浮力和磁力原理设计生产的带有磁体的浮子（简称磁性浮子）被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁翻柱（也成为磁翻板）静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度（磁翻柱外表涂敷不同的颜色）进而反映容器内液位的情况。 配合传感器（磁簧开关）和精密电子元器件等构成的电子模块和变送器模块，可以变送输出电阻值信号、电流值（420mA 信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现现场观测和远程控制的完美结合。 适用范围及特点 磁翻板液位计采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：设计合理、结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于装置维护等优点。 磁翻板液位计输出信号多样，实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。 磁翻板液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位丈量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。
二、磁浮球液位计（液位开关） 主要原理 磁浮球液位计（液位开关）结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的带有磁体的浮球（简称浮球）被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串联入电路的元件（如定值电阻）数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 该液位计可以直接输出电阻值信号，也可以配合使用变送模块，输出电流值（420mA 信号；同时配合其他转换器，输出电压信号或者开关信号（也可以依照客户需求转换器由公司配送）从而实现电学信号的远程传输、分析与控制。 适用范围及特点 本产品采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于装置维护等优点。 本产品几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位丈量与控制，可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。
自动控制原理
《自动控制原理》综合复习资料 一、简答题 1、常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？ 2、自动控制原理中，对线性控制系统进行分析的方法有哪些？ 3、给出梅逊公式，及其中各参数意义。 4、举例说明什么是闭环系统？它具有什么特点？ 5、系统的性能指标有哪些？ 6、幅值裕度，相位裕度各是如何定义的？ 7、画出自动控制系统基本组成方框结构图？ 8、减小稳态误差的措施主要有？ 9、闭环控制系统由哪几个基本单元组成？ 10、增加开环零、极点对根轨迹有什么影响？ 二、计算题 1、已知系统输入为i u ，输出为o u ，求出传递函数)(/)()(s U s U s G i o =。 2、试简化下图所示系统方框图求其传递函数： 3、已知某二阶系统的单位阶跃响应为()t t e e t c 10602.12.01---+=， 试求：（1）系统传递函数 ()() s R s C （5分） （2）确定系统阻尼比ξ、无阻尼振荡频率n ω。
4、设某系统的特征方程式为 0161620128223456=++++++s s s s s s 判断闭环系统的稳定性，若不稳定求其不稳定特征根个数。（利用劳斯判据） 5、RC 无源网络电路图如下图所示，试列写该系统的微分方程，并求传递函数Uc(s)/Ui(s)。 6、试简化下图所示系统方框图求其传递函数： 7、已知系统的结构图如所示： 当0=f K 、10=a K 时，试确定系统的阻尼比ξ、固有频率n ω和单位斜坡输 入时系统的稳态误差； 8、已知系统如下图所示，求系统的单位阶跃响应，并判断系统的稳定性。 9、RC 无源网络电路图如下图所示，试列写该系统的微分方程，并求传递函数Uc(s)/Uc(s)。 i u c u 1C 1R 2R 2C X r X c 10 S(S+1) 0.5S+1 G 1 G 2 G 3 H 1 H 2
在线水位监测预警系统
https://www.wendangku.net/doc/789774245.html,/ FM-SKYZ在线水位监测预警系统 FM-SKYZ在线水位监测预警系统简述： FM-SKYZ水位预警监测站是一款高精度、高集成度、 高可靠性、模块化设计的在线式水位监测系统。广泛用于 江河、湖泊等地表水位的实时监测及其高水位和低水位的 信息预警，可在无人值守的恶劣环境下实现全天候、长期 连续在线监测。此外，水位站配套的软件系统可以根据设 定的阈值向相关管理单位发布预警信息或短信，以便于相 关水务管理部门及时全面地做出分析和决策。 FM-SKYZ在线水位监测预警系统系 统组成： 本系统由实时在线监测系统、数据显示分析系统、预警控制系统、无线传输系统、后台数据处理系统及信息监控管理平台组成。在线监测系统可以集成水位、水温、雨量、环境温湿度及风速风向的监测测等多种功能;数据平台是一个互联网架构的网络化平台，具有对监测站的监控功能以及对数据的报警处理、记录、查询、统计、报表输出等多种功能。该系统还可与各种外置报警装置连接，以达到自动预警的目的。 FM-SKYZ在线水位监测预警系统功能特点： 1、实时的在线水位监测，具有自动声光报警功能，当水位值达到设定上限或者下限时自动启动外置报警，达到及时预警的目的。 2、可同时测量不同地点的地下水位和温度，测量精度高，存储容量大，可用于水利、环境、地质、交通、农业等部门等的长期监测。 3、该系统采用220V市电、太阳能供电系统，在市电出现停电故障和阴雨天气的情况下，该系统仍可正常工作运行，保证了监测数据的连续性。 4、可以实现固定站无人值守情况下的水位、水温的自动采集和无线传输，数据并在监测中心自动接收入库;可以实现24小时连续在线监测并实时将监测数据，通过无线传输方式将水位和水温的监测数据实时传输到监测中心，生成报表，统计分析。实现工作人员能够及时准确地掌握监测点的水位、水温状况，从
自动控制系统原理课后习题及问题详解
第一章绪论 1-1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答：1开环系统 (1)优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作 用能预先知道时，可得到满意的效果。 (2)缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化， 外来未知扰动存在时，控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量 偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。 它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。 解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证 明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉 子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？ （1） 2 2 ()()() 234()56() d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2） ()2() y t u t =+ （3） ()() 2()4() dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4） () 2()()sin dy t y t u t t dt ω += （5） 2 2 ()() ()2()3() d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6） 2 () ()2() dy t y t u t dt += （7） () ()2()35() du t y t u t u t dt dt =++? 解答：（1）线性定常（2）非线性定常（3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常 （7）线性定常
水位监测终端、水位监测设备、水位监测设施
水位监测终端、水位监测设备、水位监测设施 1、水位监测终端—太阳能供电型 ---产品概述--- 地下水、河流、湖泊、水库、海岸等处的水位监测点普遍分布在野外、不具备供电条件，但多数情况下需要对这些测点的水位进行实时监测。采用低功耗设计的水位监测终端—太阳能供电型解决了上述问题。 水位监控终端—太阳能供电型DATA-9201 ---产品特点--- ◆符合行业规范：通过水利部“水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机(SL 180-2015)、特殊区域水文/水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等行业标准检测；获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆低功耗设计：核心设备选用DATA-6301低功耗测控终端，平均工作电流≤10mA。 如使用DC12V、4~20mA水位计，保证半个月阴雨天正常工作，对比如下： 太阳能电池板蓄电池箱体、支架施工难度普通水位监测设备 50W 65AH 大大 低功耗水位监测设备 10W 24AH 小小 ◆兼容性强：兼容国产或进口的投入式、浮子式、超声波式、雷达式、激光式等各类水位计。 ◆存储容量大：可存储不少于1年的历史数据。 ◆稳定性好：采用防雷、防盗、防雨、防潮、防尘、防盐雾等多项防护措施。
◆维护方便：可远程设置工作参数、远程升级程序。 ◆接入灵活：可接入平升公司配套的上位机软件，也可接入组态软件或用户自行开发的监控软件。 ---产品功能--- ◆采集功能：实时采集水位数据；采集供电状态和电池电压；可扩展水质、闸位、降雨量数据采集功能。 ◆通信功能：采用GPRS、短消息或北斗卫星通信；兼容自报、查询—应答的数据上报方式；支持汛期加报功能。 ◆拍照功能：可配置工业照相机，实现远程拍照。 ◆人工置数功能：支持人工设置工作参数，人工录入水位数据。 ◆显示功能：LCD液晶面板显示实时监测数据和设备工作参数。 ◆存储功能：本机循环存储监测数据。 ◆对外供电功能：可对外提供5V、12V直流电源，为水位计、工业照相机等设备供电。◆报警功能：水位超限、水位计连线中断或电池电压过低时，立即上报告警信息。 ---工作原理示意图--- ---现场安装图片---
20种液位计工作原理及常见故障分析
2017-12-03给排水处理技术与应用 本文通过对常用20种液位计工作原理的解读，从各液位计安装使用及注意事项的分析，来判断液位计可能出现的故障现象以及如何来处理，让仪表人系统的了解液位计，从而为遇到工况能够在选择液位计上，做出准确的判断提供依据。 常见液位计种类 1、磁翻板液位计 2、浮球液位计 3、钢带液位计 4、雷达物位计 5、磁致伸缩液位计 6、射频导纳液位计 7、音叉物位计 8、玻璃板/玻璃管液位计 9、静压式液位计 10、压力液位变送器 11、电容式液位计 12、智能电浮筒液位计 13、浮标液位计 14、浮筒液位变送器 15、电接点液位计 16、磁敏双色电子液位计 17、外测液位计 18、静压式液位计 19、超声波液位计 20、差压式液位计（双法兰液位计） 常用液位计的工作原理 1、磁翻板液位计
磁翻板液位计：又叫磁浮子液位计，磁翻柱液位计。 原理：连通器原理，根据浮力原理和磁性耦合作用研发而成，当被测容器中的液位升降时，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板，使红白翻柱翻转180°，当液位上升时翻柱由白色转为红色，当液位下降时翻柱由红色转为白色，面板上红白交界处为容器内液位的实际高度，从而实现液位显示。 2、浮球液位计 浮球液位计结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 3、钢带液位计 它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。 4、雷达液位计 雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。 5、磁致伸缩液位计 磁致伸缩液位计的传感器工作时，传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子，此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。