音叉液位開(kāi)關(guān)的工作原理和選型要點(diǎn)

    音叉液位開(kāi)關(guān)是一種緊湊型的專(zhuān)用于液位測量的控制開(kāi)關(guān)，與浮球液位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等儀表相比，其在檢測液位方面具有更高的可靠性，是現代自動(dòng)化生產(chǎn)中應用非常廣泛的一款液位測量?jì)x表。在水利、化工、環(huán)保、電力、食品、醫****等行業(yè)的容器、槽罐和各種管道的液位測量中都能見(jiàn)到它的身影。

    相比不區分測量對象，固液兩用的傳統音叉料位開(kāi)關(guān)，計為音叉液位開(kāi)關(guān)是一種專(zhuān)用于液位測量的控制儀表，能夠更精準、更可靠地用于液位的測量。深圳計為自動(dòng)化的音叉液位開(kāi)關(guān)目前主要有Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)和Ring-21緊湊型音叉液位開(kāi)關(guān)兩個(gè)系列，其性能可與國外品牌相媲美。

    為幫助用戶(hù)更好地了解和采購到適合工況要求的儀表，對液位進(jìn)行可靠測量，本文以計為音叉液位開(kāi)關(guān)為例，介紹下音叉液位開(kāi)關(guān)的工作原理和選型要點(diǎn)。

計為Ring-11常溫音叉液位開(kāi)關(guān)

    一、音叉液位開(kāi)關(guān)的工作原理

    深圳計為的Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)的音叉長(cháng)度僅有40mm，不僅適用于容器、儲罐、槽罐中的液位測量，而且適用于導管的液位測量，尤其適合于有泡沫、氣泡、粘稠液體以及振動(dòng)干擾的復雜測量場(chǎng)合，可測量液體的最低密度達0.5g/cm3。該款產(chǎn)品可較好的應用于液化天然氣的測量，打破了國外產(chǎn)品對該領(lǐng)域的壟斷，受到用戶(hù)的一致好評。

    深圳計為Ring-21緊湊型音叉液位開(kāi)關(guān)是在傳統音叉液位開(kāi)關(guān)（體積較大）的基礎上研發(fā)而成的，產(chǎn)品整體結構小巧輕便，產(chǎn)品總長(cháng)度160.5mm，最大直徑31.5mm，其中音叉長(cháng)度僅有38mm，可測介質(zhì)密度低至0.7g/cm3。計為Ring-21音叉液位開(kāi)關(guān)的這些參數和產(chǎn)品特點(diǎn)，使得其不僅適用于容器、儲罐、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?chē)臻g狹小的工況的液位測量。

    計為Ring-11系列音叉液位開(kāi)關(guān)的工作原理與計為Ring-21音叉液位開(kāi)關(guān)大致相同，即都是基于懸臂梁的振動(dòng)原理和檢測叉體浸泡于介質(zhì)時(shí)振動(dòng)頻率變化的設計原理設計的。通過(guò)采用壓電器件實(shí)現叉體的振動(dòng)驅動(dòng)與檢測的。在壓電陶瓷的驅動(dòng)下，音叉叉體以一定機械諧振頻率振動(dòng)。當與被測液體發(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器件的輸出信號上，再由檢測電路對該振動(dòng)頻率的變化進(jìn)行判別并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號。

    在測量低點(diǎn)時(shí)，如果液體介質(zhì)低于叉體位置，液體介質(zhì)與叉體脫離接觸，則儀表會(huì )產(chǎn)生報警信號。在測量高點(diǎn)時(shí)，當叉體接觸到液體介質(zhì)，儀表也會(huì )產(chǎn)生報警信號。至于實(shí)際應用中，是將音叉液位開(kāi)關(guān)安裝在高點(diǎn)或低點(diǎn)，還是高低點(diǎn)都需安裝，則應視作業(yè)現場(chǎng)的具體需求而定。

計為Ring-21緊湊型音叉液位開(kāi)關(guān)

    二、音叉液位開(kāi)關(guān)的選型要點(diǎn)

    但由于實(shí)際應用中工況差異很大，這客觀(guān)上需要不同參數的音叉液位開(kāi)關(guān)與之相匹配，這就涉及儀表的選型問(wèn)題。一般來(lái)講，音叉液位開(kāi)關(guān)在選型時(shí)需要重點(diǎn)注意被測介質(zhì)的物理化學(xué)屬性、被測介質(zhì)溫度、防爆類(lèi)型、探頭長(cháng)度及安裝方式等幾個(gè)方面。

    1、被測介質(zhì)的屬性

    介質(zhì)的屬性有物理屬性和化學(xué)屬性，所以，在選型時(shí)，也主要是確認被測介質(zhì)的物理和化學(xué)屬性。

    （1）確認被測介質(zhì)的物理屬性

    要達到精準的測量效果，選型時(shí)需要對液體的物理屬性進(jìn)行確認，如密度大小，并據此選擇與介質(zhì)密度相匹配的音叉液位開(kāi)關(guān)。計為自動(dòng)化自主研發(fā)生產(chǎn)的計為Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)，可測量的最低介質(zhì)密度為0.5g/cm3。計為Ring-21緊湊型音叉液位開(kāi)關(guān)，可測量介質(zhì)密度低至0.7g/cm3。

    （2）確認被測介質(zhì)的化學(xué)屬性

    為確保儀表能夠可靠應用，在選型時(shí)，要確認被測介質(zhì)的化學(xué)屬性，如液體是否具有腐蝕性。并根據被測介質(zhì)腐蝕性的強弱，選擇相應的具有防腐功能的音叉液位開(kāi)關(guān)，以免儀表在與腐蝕介質(zhì)長(cháng)時(shí)間接觸出現被腐蝕的情況。

    2、被測介質(zhì)的溫度

    被測介質(zhì)的溫度主要包括過(guò)程溫度及環(huán)境溫度兩種。

    （1）過(guò)程溫度

    因為音叉液位開(kāi)關(guān)的叉體需直接接觸被測介質(zhì)，不同的過(guò)程溫度需要選用與其相匹配的音叉液位開(kāi)關(guān)。計為Ring-11常溫型音叉液位開(kāi)關(guān)的過(guò)程溫度為-50～150℃，采用耐高溫設計的Ring-11高溫型音叉液位開(kāi)關(guān)的過(guò)程溫度為-50～250℃，能夠用于大部分工業(yè)環(huán)境的測量。

    計為Ring-21常溫型的過(guò)程溫度為-50～100℃，Ring-21高溫型的過(guò)程溫度為-50～150℃。

    （2）環(huán)境溫度

    Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)可測量的環(huán)境溫度與Ring-21緊湊型音叉液位開(kāi)關(guān)相同，均為-40～70℃。

    3、防爆類(lèi)型及防爆等級

    部分工業(yè)環(huán)境中含有潛在可燃、易爆氣體等，具有爆炸危險，因此，在選型購買(mǎi)前，應對現場(chǎng)是否具有爆炸危險進(jìn)行確認，以保證安全的生產(chǎn)環(huán)境，促進(jìn)作業(yè)效率的提升。

    如果需要防爆，應確認需要的防爆類(lèi)型以及防爆等級，比如是本安型還是隔爆型，需要的防爆等級是多少等。計為防爆型音叉液位開(kāi)關(guān)現有本安型和隔爆型兩種防爆類(lèi)型的產(chǎn)品，用戶(hù)可根據現場(chǎng)環(huán)境的要求，選擇相對應的防爆音叉液位開(kāi)關(guān)。

    4、探頭長(cháng)度

    音叉液位開(kāi)關(guān)是點(diǎn)位接觸測量，在安裝位置確定后，可根據容器插入深度訂制合適的探頭長(cháng)度，插入深度通常以叉體能夠完全接觸到物料為宜。

    5、過(guò)程連接的方式及其規格

    現場(chǎng)儀表的過(guò)程連接一般有螺紋連接和法蘭連接兩種，實(shí)際應用中具體需要什么樣的過(guò)程連接？比如需要螺紋還是法蘭，需要什么規格型號？在采購選型時(shí)，應根據現場(chǎng)需求來(lái)進(jìn)行選擇。

    計為音叉液位開(kāi)關(guān)特別適合于狹小管道的液位測量，為客戶(hù)提供螺紋與法蘭等多種過(guò)程連接方式供用戶(hù)選擇。

    6、電纜入口、電源及信號輸出方式

    確認電纜入口的具體規格；現場(chǎng)電源使用交流還是直流供電；信號輸出采用繼電器還是PNP等。

    不同的工況，對于音叉液位開(kāi)關(guān)參數的要求各異，這就需要用戶(hù)在購買(mǎi)時(shí)與廠(chǎng)方就相關(guān)參數進(jìn)行認真細致的溝通確認，選擇更適合現場(chǎng)需求的性?xún)r(jià)比更高的產(chǎn)品，以保證產(chǎn)品在應用中的可靠測量。

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