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音叉液位开关的原理与选型

2021-03-25

  相比浮球液位开关、接近开关等仪表,音叉液位开关是一种高可靠性紧凑型的专用于液位测量的控制开关,其在检测液位方面更为可靠,是现代自动化生产中必不可少的液位测量仪表。也正因为此,音叉液位开关在水利、化工、环保、电力、食品、医药等行业的容器、槽罐和各种管道的液位测量中有着广泛地应用。但不同的工况,需要不同参数的音叉液位开关与之相适应。计为音叉液位开关现有计为Ring-11系列音叉液位开关与计为Ring-21音叉液位开关相同类型,本文以计为音叉液位开关为例,介绍下音叉液位开关的原理和选型,以帮助用户更好地用于液位的测量。
  一、音叉液位开关的原理
  在工作原理上,计为Ring-11系列音叉液位开关与计为Ring-21音叉液位开关相同,即都是基于悬臂梁的振动原理和检测叉体浸泡于介质时振动频率变化的设计原理设计的。通过采用压电器件实现叉体的振动驱动与检测的。在压电陶瓷的驱动下,音叉叉体以一定机械谐振频率振动。当与被测液体发生接触,叉体的谐振频率便会明显降低,振动频率的变化,直接反映在压电检测器件的输出信号上,再由检测电路对该振动频率的变化进行判别并输出一个开关信号。
  在测量高点时,当叉体接触到液体介质,仪表会产生报警信号;在测量低点时,若液体介质低于叉体位置,则仪表也会产生报警信号。至于是将音叉液位开关安装在高点、低点,还是高低点都需安装,则视作业现场的需求而定。
  二、音叉液位开关的选型
  不同的工况,需要不同参数的音叉液位开关与之相适应,这就需要根据具体的应用工况进行选型。一般来讲,音叉液位开关在选型时需要重点注意被测介质的物理化学属性、被测介质温度、防爆类型、探头长度及安装方式等几个方面。
  1、被测介质的物理化学属性
  首先,在选型时,要确认被测介质的化学属性,如液体是否具有腐蚀性。如果音叉液位开关需要长时间与腐蚀介质接触,为避免被腐蚀的情况出现,此时就应选择防腐型音叉液位开关以保证仪表能够正常工作。
  其次,要达到精准的测量效果,选型时还要留意液体的物理属性,如密度大小,并据此选择与介质密度相匹配的音叉液位开关。深圳计为自动化技术有限公司自主研发生产的Ring-11音叉液位开关可测量的最低介质密度为0.5g/cm³。Ring-21紧凑型音叉液位开关可测量介质密度低至0.7g/cm³。
  2、被测介质的过程温度及环境温度
  因为音叉液位开关的叉体需直接接触被测介质,不同的过程温度需要选用与其相匹配的音叉液位开关。Ring-11音叉液位开关的环境温度为-40~70℃,常温型音叉液位开关的过程温度为-50~150℃,采用耐高温设计的高温型音叉液位开关的过程温度为-50~250℃,能够用于大部分工业环境的测量。
  Ring-21紧凑型音叉液位开关的环境温度与Ring-11的相同,也为-40~70℃,其Ring-21常温型的过程温度为-50~100℃,Ring-21高温型的过程温度为-50~150℃。
  3、探头长度
  音叉液位开关是点位接触测量,在安装位置确定后,可根据容器插入深度订制合适的探头长度,插入深度通常以叉体能够完全接触到物料为宜。
  4、防爆类型及防爆等级
  部分工业环境中含有潜在可燃、易爆气体等危险因素,因此,确定现场是否具有爆炸危险,保证安全的生产环境以促进作业效率的提升是重中之重。如果需要防爆是需要什么类型的防爆,比如本安型还是隔爆型,需要的防爆等级是多少等。计为防爆型音叉液位开关有本安型和隔爆型两种防爆类型的产品,客户可根据现场环境的要求,选择相对应的防爆音叉液位开关。
  5、过程连接的方式及其规格
  现场仪表的过程连接一般有螺纹连接和法兰连接两种,实际应用中具体需要什么样的过程连接?比如需要螺纹还是法兰,需要什么规格型号?在采购选型时,应根据现场需求来进行选择。计为音叉液位开关特别适合于狭小管道的液位测量,为客户提供螺纹与法兰等多种过程连接方式供用户选择。
  6、电缆入口、电源及信号输出方式
  确认电缆入口的具体规格;现场电源使用交流还是直流供电;信号输出采用继电器还是PNP等。
  深圳计为的Ring-11音叉液位开关的音叉长度仅有40mm,不仅适用于容器、储罐、槽罐中的液位测量,而且适用于导管的液位测量,尤其适合于有泡沫、气泡、粘稠液体以及振动干扰的复杂测量场合,可测量液体的最低密度达0.5g/cm³。该款产品可较好的应用于液化天然气的测量,打破了国外产品对该领域的垄断,受到用户的一致好评。
  深圳计为Ring-21紧凑型音叉液位开关是在传统音叉液位开关(体积较大)的基础上研发而成的,产品整体结构小巧轻便,产品总长度160.5mm,最大直径31.5mm,其中音叉长度仅有38mm,可测介质密度低至0.7g/cm³。计为Ring-21音叉液位开关的这些参数和产品特点,使得其不仅适用于容器、储罐、槽罐以及有泡沫、气泡、粘稠液体以及有振动干扰的场合,而且适用于小型容器和罐体周围空间狭小的工况的液位测量。
  由于不同的工况对于音叉液位开关的参数有着不同的要求,这就需要在选型时结合现场工况的要求,对相关参数进行认真细致的沟通确认和合理选择,选择更适合现场需求的性价比更高的音叉液位开关产品,确保产品在应用中的可靠测量。
   
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