Magnetostriktionsmessgeräte: Funktionsprinzip, Vorteile, Anwendung

Magnetostriktionsmessgeräte: Funktionsprinzip, Vorteile, Anwendung

Füllstandsmessgeräte

Die Bestimmung des Füllstands von Materialien, die in verschiedene Arten von Behältern gefüllt sind, erfolgt mit Hilfe spezieller Geräte, die als Füllstandsmesser bezeichnet werden.

Der Aufbau und die Funktionsweise dieser Geräte sind sehr unterschiedlich. Sie zeichnen sich aus durch Zweck, Messgenauigkeit, Empfindlichkeit der Sensoren, Häufigkeit der Messungen, Möglichkeit der Fernmessung und -automatisierung, Kosten für die Anordnung des Messsystems, Art der Implementierung.

Gegenwärtig werden häufig die folgenden Systeme zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten und Schüttgütern verwendet:

  • Schwimmer, Wellenleiter, hydrostatisch, kapazitiv (Kontaktsysteme);
  • mit Schall, mit Strahlung oder elektromagnetischer Strahlung (berührungslose Systeme).

Alle diese Systeme zeichnen sich durch Vor- und bestimmte Nachteile aus.

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Funktionsprinzip von magnetostriktiven Füllstandsmessgeräten

Das Phänomen der Magnetostriktion wurde Mitte des 19. Jahrhunderts vom Engländer J. P. Joule entdeckt. Der Wissenschaftler bemerkte, dass infolge einer Änderung der Magnetisierung von Körpern ihre Körper zusammengedrückt oder gedehnt werden, mit anderen Worten, ihre Form und Größe sich ändern.

Etwas später wurde entdeckt, dass das Phänomen der Magnetostriktion ein reversibler Prozess ist, dessen Kern darin besteht, dass eine Änderung der Körpergröße mit einer Änderung ihrer magnetischen Eigenschaften einhergeht.

Magnetostriktive Füllstandsmessgeräte, die in Tanks eingebaut sind, sind in der Regel Hohlleiter aus einem speziellen Metall mit hoher magnetischer Permeabilität, die vertikal eingebaut sind. Der obere Teil des Wellenleiters befindet sich an der Außenseite des Tanks, und der untere Teil befindet sich an dessen Boden. Ein Schwimmer mit Magneten ist am Wellenleiter so angebracht, dass er auf der Oberfläche des Materials im Tank schwimmt. Wenn ein Ultraschallimpuls an den oberen Teil des Wellenleiters angelegt wird, beginnt der Schwimmer aufgrund des Phänomens der Magnetostriktion mechanisch auf den Wellenleiter zu wirken. In diesem Fall wird der von diesem Effekt reflektierte Ultraschallimpuls zum oberen Teil des Wellenleiters geleitet, wo die Messung seiner Rücklaufzeit durchgeführt wird. Der Füllstand des in den Tank eingefüllten Materials ist in direktem Verhältnis zu dieser Zeit. Dank der Verwendung spezieller Schwimmer messen sie nicht nur den Füllstand des Materials, sondern auch den Füllstand, bei dem die Trennung von Materialien mit unterschiedlichen Dichten stattfindet, zum Beispiel: Erdöl - handelsübliches Wasser.

Magnetostriktionsmessgeräte: Funktionsprinzip, Vorteile, Anwendung

Vorteile und Umfang

Magnetostriktionsmessgeräte bieten folgende Vorteile:

  • die höchste Empfindlichkeit, die um ein Vielfaches höher ist als die Empfindlichkeit der meisten anderen berührungslosen Geräte und Sensoren;
  • hohe Messgenauigkeit;
  • einfache Wartung;
  • Zuverlässiges, langlebiges und verschleißarmes Bauelement.

Sie werden häufig zur Ausstattung von Tanks, Behältern, Tanklagern mit automatischen Systemen zur Kontrolle des Füllstands von Flüssigkeiten und Schüttgütern verwendet, einschließlich Öl und Ölprodukten, brennbaren und brennbaren Materialien, Flüssigkeiten mit ätzenden, ätzenden und giftigen Eigenschaften sowie trockenen natürlichen und künstlichen Schüttgütern.

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