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行業(yè)百科

音叉液位開關(guān)的原理與選型

2021-03-25

　　相比浮球液位開關(guān)、接近開關(guān)等儀表，音叉液位開關(guān)是一種高可靠性緊湊型的專用于液位測(cè)量的控制開關(guān)，其在檢測(cè)液位方面更為可靠，是現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)中必不可少的液位測(cè)量?jī)x表。也正因?yàn)榇?，音叉液位開關(guān)在水利、化工、環(huán)保、電力、食品、醫(yī)藥等行業(yè)的容器、槽罐和各種管道的液位測(cè)量中有著廣泛地應(yīng)用。但不同的工況，需要不同參數(shù)的音叉液位開關(guān)與之相適應(yīng)。計(jì)為音叉液位開關(guān)現(xiàn)有計(jì)為Ring-11系列音叉液位開關(guān)與計(jì)為Ring-21音叉液位開關(guān)相同類型，本文以計(jì)為音叉液位開關(guān)為例，介紹下音叉液位開關(guān)的原理和選型，以幫助用戶更好地用于液位的測(cè)量。
　　一、音叉液位開關(guān)的原理
　　在工作原理上，計(jì)為Ring-11系列音叉液位開關(guān)與計(jì)為Ring-21音叉液位開關(guān)相同，即都是基于懸臂梁的振動(dòng)原理和檢測(cè)叉體浸泡于介質(zhì)時(shí)振動(dòng)頻率變化的設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)的。通過采用壓電器件實(shí)現(xiàn)叉體的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)的。在壓電陶瓷的驅(qū)動(dòng)下，音叉叉體以一定機(jī)械諧振頻率振動(dòng)。當(dāng)與被測(cè)液體發(fā)生接觸，叉體的諧振頻率便會(huì)明顯降低，振動(dòng)頻率的變化，直接反映在壓電檢測(cè)器件的輸出信號(hào)上，再由檢測(cè)電路對(duì)該振動(dòng)頻率的變化進(jìn)行判別并輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。
　　在測(cè)量高點(diǎn)時(shí)，當(dāng)叉體接觸到液體介質(zhì)，儀表會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；在測(cè)量低點(diǎn)時(shí)，若液體介質(zhì)低于叉體位置，則儀表也會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。至于是將音叉液位開關(guān)安裝在高點(diǎn)、低點(diǎn)，還是高低點(diǎn)都需安裝，則視作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求而定。
　　二、音叉液位開關(guān)的選型
　　不同的工況，需要不同參數(shù)的音叉液位開關(guān)與之相適應(yīng)，這就需要根據(jù)具體的應(yīng)用工況進(jìn)行選型。一般來講，音叉液位開關(guān)在選型時(shí)需要重點(diǎn)注意被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)屬性、被測(cè)介質(zhì)溫度、防爆類型、探頭長(zhǎng)度及安裝方式等幾個(gè)方面。
　　1．被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)屬性
　　首先，在選型時(shí)，要確認(rèn)被測(cè)介質(zhì)的化學(xué)屬性，如液體是否具有腐蝕性。如果音叉液位開關(guān)需要長(zhǎng)時(shí)間與腐蝕介質(zhì)接觸，為避免被腐蝕的情況出現(xiàn)，此時(shí)就應(yīng)選擇防腐型音叉液位開關(guān)以保證儀表能夠正常工作。
　　其次，要達(dá)到精準(zhǔn)的測(cè)量效果，選型時(shí)還要留意液體的物理屬性，如密度大小，并據(jù)此選擇與介質(zhì)密度相匹配的音叉液位開關(guān)。深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的Ring-11音叉液位開關(guān)可測(cè)量的最低介質(zhì)密度為0.5g/cm3。Ring-21緊湊型音叉液位開關(guān)可測(cè)量介質(zhì)密度低至0.7g/cm3。
　　2．被測(cè)介質(zhì)的過程溫度及環(huán)境溫度
　　因?yàn)橐舨嬉何婚_關(guān)的叉體需直接接觸被測(cè)介質(zhì)，不同的過程溫度需要選用與其相匹配的音叉液位開關(guān)。Ring-11音叉液位開關(guān)的環(huán)境溫度為-40～70℃，常溫型音叉液位開關(guān)的過程溫度為-50～150℃，采用耐高溫設(shè)計(jì)的高溫型音叉液位開關(guān)的過程溫度為-50～250℃，能夠用于大部分工業(yè)環(huán)境的測(cè)量。
　　Ring-21緊湊型音叉液位開關(guān)的環(huán)境溫度與Ring-11的相同，也為-40～70℃，其Ring-21常溫型的過程溫度為-50～100℃，Ring-21高溫型的過程溫度為-50～150℃。
　　3．探頭長(zhǎng)度
　　音叉液位開關(guān)是點(diǎn)位接觸測(cè)量，在安裝位置確定后，可根據(jù)容器插入深度訂制合適的探頭長(zhǎng)度，插入深度通常以叉體能夠完全接觸到物料為宜。
　　4．防爆類型及防爆等級(jí)
　　部分工業(yè)環(huán)境中含有潛在可燃、易爆氣體等危險(xiǎn)因素，因此，確定現(xiàn)場(chǎng)是否具有爆炸危險(xiǎn)，保證安全的生產(chǎn)環(huán)境以促進(jìn)作業(yè)效率的提升是重中之重。如果需要防爆是需要什么類型的防爆，比如本安型還是隔爆型，需要的防爆等級(jí)是多少等。計(jì)為防爆型音叉液位開關(guān)有本安型和隔爆型兩種防爆類型的產(chǎn)品，客戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的要求，選擇相對(duì)應(yīng)的防爆音叉液位開關(guān)。
　　5．過程連接的方式及其規(guī)格
　　現(xiàn)場(chǎng)儀表的過程連接一般有螺紋連接和法蘭連接兩種，實(shí)際應(yīng)用中具體需要什么樣的過程連接？比如需要螺紋還是法蘭，需要什么規(guī)格型號(hào)？在采購選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求來進(jìn)行選擇。計(jì)為音叉液位開關(guān)特別適合于狹小管道的液位測(cè)量，為客戶提供螺紋與法蘭等多種過程連接方式供用戶選擇。
　　6．電纜入口、電源及信號(hào)輸出方式
　　確認(rèn)電纜入口的具體規(guī)格；現(xiàn)場(chǎng)電源使用交流還是直流供電；信號(hào)輸出采用繼電器還是PNP等。
　　深圳計(jì)為的Ring-11音叉液位開關(guān)的音叉長(zhǎng)度僅有40mm，不僅適用于容器、儲(chǔ)罐、槽罐中的液位測(cè)量，而且適用于導(dǎo)管的液位測(cè)量，尤其適合于有泡沫、氣泡、粘稠液體以及振動(dòng)干擾的復(fù)雜測(cè)量場(chǎng)合，可測(cè)量液體的最低密度達(dá)0.5g/cm3。該款產(chǎn)品可較好的應(yīng)用于液化天然氣的測(cè)量，打破了國(guó)外產(chǎn)品對(duì)該領(lǐng)域的壟斷，受到用戶的一致好評(píng)。
　　深圳計(jì)為Ring-21緊湊型音叉液位開關(guān)是在傳統(tǒng)音叉液位開關(guān)（體積較大）的基礎(chǔ)上研發(fā)而成的，產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)小巧輕便，產(chǎn)品總長(zhǎng)度160.5mm，最大直徑31.5mm，其中音叉長(zhǎng)度僅有38mm，可測(cè)介質(zhì)密度低至0.7g/cm3。計(jì)為Ring-21音叉液位開關(guān)的這些參數(shù)和產(chǎn)品特點(diǎn)，使得其不僅適用于容器、儲(chǔ)罐、槽罐以及有泡沫、氣泡、粘稠液體以及有振動(dòng)干擾的場(chǎng)合，而且適用于小型容器和罐體周圍空間狹小的工況的液位測(cè)量。
　　由于不同的工況對(duì)于音叉液位開關(guān)的參數(shù)有著不同的要求，這就需要在選型時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況的要求，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的溝通確認(rèn)和合理選擇，選擇更適合現(xiàn)場(chǎng)需求的性價(jià)比更高的音叉液位開關(guān)產(chǎn)品，確保產(chǎn)品在應(yīng)用中的可靠測(cè)量。
   
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