音叉液位開(kāi)關(guān)成功用于生物發(fā)酵罐的液位測量

生物發(fā)酵技術(shù)是啤酒、醬油、味精等物品生產(chǎn)中常用的一種技術(shù)。但在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，需要檢測溫度、PH酸堿度、溶解氧濃度以及液位等。而對液位的檢測以實(shí)現及時(shí)補料對于維持生物生長(cháng)所需的營(yíng)養以及生產(chǎn)的順利進(jìn)行非常重要。

補料系統主要由進(jìn)料隔膜閥、計量罐、高/低液位開(kāi)關(guān)、出料隔膜閥等組成。在發(fā)酵過(guò)程中，微生物通常生長(cháng)的比較旺盛，在補料并攪拌后，會(huì )產(chǎn)生大量的泡沫，這些泡沫對于液位的準確測量造成了干擾。這就對液位開(kāi)關(guān)提出了較高的要求，即對液位的測量不能受泡沫和介電常數變化的影響，以確保對液位的準確測量。

計為Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)

可選液位開(kāi)關(guān)：

目前，能夠用于液位測量的儀表很多，其中開(kāi)關(guān)量?jì)x表常見(jiàn)的有：浮球液位開(kāi)關(guān)、電容式液位開(kāi)關(guān)、射頻導納液位開(kāi)關(guān)、外測液位開(kāi)關(guān)、光電液位開(kāi)關(guān)以及音叉液位開(kāi)關(guān)等。它們各有千秋，基于不同的工作原理、具有不同的產(chǎn)品性能，也應用于不同的工況場(chǎng)景。

浮球液位開(kāi)關(guān)是基于浮力和靜磁場(chǎng)原理而工作的。帶有磁體的浮球（即磁浮子）受浮力的影響，隨著(zhù)液位的變化而升降。磁浮子中的磁體和傳感器（磁簧開(kāi)關(guān)）相互作用，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號。

電容式液位開(kāi)關(guān)的測量原理是：液位高低變化導致探頭被覆蓋區域大小發(fā)生變化，從而導致電容值發(fā)生變化。探頭與罐壁（導電材料制成）構成一個(gè)電容。當罐體中有物料注入時(shí)，電容值將隨探頭被物料所覆蓋區域面積的增加而相應地增大，通過(guò)檢測電容值的變化輸出開(kāi)關(guān)報警信號。

射頻導納液位開(kāi)關(guān)與電容式工作原理相似，作為一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，由于增加了防掛料電路，可靠性較高。

外測液位開(kāi)關(guān)是一種利用“變頻超聲波技術(shù)”從罐外測量液位的安全非接觸式液位測量?jì)x表。安裝于容器外壁上的測量探頭發(fā)出超聲波，并檢測其在容器壁中的余振信號，當液體漫過(guò)探頭時(shí)，此余振信號的幅值會(huì )變小，儀表檢測到余振信號的變化以后會(huì )輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號，以達到液位報警的目的。

光電液位開(kāi)關(guān)利用光線(xiàn)的折射及反射原理，使用紅外線(xiàn)對液位進(jìn)行測量。當光線(xiàn)在兩種不同介質(zhì)的分界面將產(chǎn)生反射或折射現象。當被測液體處于高位時(shí)則被測液體與光電開(kāi)關(guān)形成一種分界面，當被測液體處于低位時(shí)，則空氣與光電開(kāi)關(guān)形成另一種分界面，這兩種分界面使光電開(kāi)關(guān)內部光接收晶體所接收的的反射光強度不同，即對應兩種不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

音叉液位開(kāi)關(guān)的工作原理是通過(guò)安裝在基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動(dòng)。當音叉液位開(kāi)關(guān)的音叉與被測介質(zhì)相接觸時(shí)，音叉的頻率和振幅將改變，通過(guò)檢測這一物理量的變化輸出開(kāi)關(guān)報警信號。

計為音叉液位開(kāi)關(guān)成功用于生物發(fā)酵罐的液位測量

不同液位開(kāi)關(guān)工況適應性對比：

不同液位開(kāi)關(guān)工況適應性對比表

液位測量方案選擇：

通過(guò)上面不同液位開(kāi)關(guān)工況適應性對比表，我們可以看出：

1、浮球液位開(kāi)關(guān)：采用浮力原理，本身不受泡沫和介電常數變化的影響，這是其主要優(yōu)勢，較低的采購成本，對于預算有限的用戶(hù)也很有吸引力。但采用機械連桿結構在活動(dòng)頻次高的情況下，機械疲勞損壞概率大大增加，另外磁簧開(kāi)關(guān)的使用壽命也相對較短。浮球液位計的這些應用缺陷顯然無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

2、電容式液位開(kāi)關(guān)和射頻導納液位開(kāi)關(guān)：在生物發(fā)酵過(guò)程中，較高的過(guò)程溫度會(huì )維持一段時(shí)間，而溫度的變化會(huì )使物料的介電常數發(fā)生變化，從而導致電容值也發(fā)生變化，這促使電容式液位開(kāi)關(guān)和射頻導納液位開(kāi)關(guān)對這些變化進(jìn)行不斷的標定，而這無(wú)疑增加了測量的不確定性。另外具有極強吸附性的泡沫，會(huì )粘附在探頭上，這也為儀表的準確測量帶來(lái)了干擾。所以，這兩款液位開(kāi)關(guān)并非生物發(fā)酵罐液位測量的理想儀表。

3、光電液位開(kāi)關(guān)和外貼式液位開(kāi)關(guān)：在有大量泡沫的情況下，光電液位開(kāi)關(guān)整體的使用效果較差，無(wú)法準確測量液位。非接觸式的外貼式液位開(kāi)關(guān)對于安裝位置很有講究，不僅安裝相對復雜，而且維護成本相對較高。這兩種液位開(kāi)關(guān)也被用戶(hù)所舍棄。

4、音叉液位開(kāi)關(guān)：由于音叉液位開(kāi)關(guān)無(wú)活動(dòng)部件，即裝即用無(wú)需針對介電常數額外調試，叉體的振動(dòng)不受液體飛濺以及泡沫的影響，且產(chǎn)品性?xún)r(jià)比較高，所以音叉液位開(kāi)關(guān)是生物發(fā)酵罐液位測量的不錯選擇。

在對上述儀表綜合對比后，廣東一家生物科技公司將要購買(mǎi)的儀表鎖定在購買(mǎi)音叉液位開(kāi)關(guān)上。在遴選音叉液位開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，該用戶(hù)發(fā)現除具有音叉液位開(kāi)關(guān)的共有特點(diǎn)外，計為Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)還具有媲美進(jìn)口產(chǎn)品的一系列特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

1、叉體短小，長(cháng)僅40mm，特別適合用于測量管道等狹小空間的液位。

2、叉體經(jīng)過(guò)精密調諧后，可測介質(zhì)密度低至0.5g/cm3。

3、免受泡沫、氣泡、粘稠、振動(dòng)以及液體特性的影響，具有較強的抗干擾能力。

4、擁有繼電器、二線(xiàn)制、NAMUR、晶體管4種信號輸出方式。

5、通過(guò)本安、隔爆防爆認證。其中隔爆：Ex d IIC T6～T1 Gb，本安：Ex ia II CT6～T1 Ga。

6、基于檢測頻率變化的設計，具有極高的可靠性和性?xún)r(jià)比。

計為音叉液位開(kāi)關(guān)的這些特點(diǎn)使其在眾多同類(lèi)產(chǎn)品中脫穎而出。完全滿(mǎn)足用戶(hù)需求的計為Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)，被用戶(hù)最終選定為測量生物發(fā)酵罐液位的儀表。憑借出色的叉體調諧工藝，計為Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)自投入使用至今，測量準確，穩定可靠，備受用戶(hù)青睞。