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行業百科

音叉液位開關的原理與選型

2021-03-25

  相比浮球液位開關、接近開關等儀表,音叉液位開關是一種高可靠性緊湊型的專用于液位測量的控制開關,其在檢測液位方面更為可靠,是現代自動化生產中必不可少的液位測量儀表。也正因為此,音叉液位開關在水利、化工、環保、電力、食品、醫藥等行業的容器、槽罐和各種管道的液位測量中有著廣泛地應用。但不同的工況,需要不同參數的音叉液位開關與之相適應。計為音叉液位開關現有計為Ring-11系列音叉液位開關與計為Ring-21音叉液位開關相同類型,本文以計為音叉液位開關為例,介紹下音叉液位開關的原理和選型,以幫助用戶更好地用于液位的測量。
  一、音叉液位開關的原理
  在工作原理上,計為Ring-11系列音叉液位開關與計為Ring-21音叉液位開關相同,即都是基于懸臂梁的振動原理和檢測叉體浸泡于介質時振動頻率變化的設計原理設計的。通過采用壓電器件實現叉體的振動驅動與檢測的。在壓電陶瓷的驅動下,音叉叉體以一定機械諧振頻率振動。當與被測液體發生接觸,叉體的諧振頻率便會明顯降低,振動頻率的變化,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頻率的變化進行判別并輸出一個開關信號。
  在測量高點時,當叉體接觸到液體介質,儀表會產生報警信號;在測量低點時,若液體介質低于叉體位置,則儀表也會產生報警信號。至于是將音叉液位開關安裝在高點、低點,還是高低點都需安裝,則視作業現場的需求而定。
  二、音叉液位開關的選型
  不同的工況,需要不同參數的音叉液位開關與之相適應,這就需要根據具體的應用工況進行選型。一般來講,音叉液位開關在選型時需要重點注意被測介質的物理化學屬性、被測介質溫度、防爆類型、探頭長度及安裝方式等幾個方面。
  1、被測介質的物理化學屬性
  首先,在選型時,要確認被測介質的化學屬性,如液體是否具有腐蝕性。如果音叉液位開關需要長時間與腐蝕介質接觸,為避免被腐蝕的情況出現,此時就應選擇防腐型音叉液位開關以保證儀表能夠正常工作。
  其次,要達到精準的測量效果,選型時還要留意液體的物理屬性,如密度大小,并據此選擇與介質密度相匹配的音叉液位開關。深圳計為自動化技術有限公司自主研發生產的Ring-11音叉液位開關可測量的最低介質密度為0.5g/cm3。Ring-21緊湊型音叉液位開關可測量介質密度低至0.7g/cm3。
  2、被測介質的過程溫度及環境溫度
  因為音叉液位開關的叉體需直接接觸被測介質,不同的過程溫度需要選用與其相匹配的音叉液位開關。Ring-11音叉液位開關的環境溫度為-40~70℃,常溫型音叉液位開關的過程溫度為-50~150℃,采用耐高溫設計的高溫型音叉液位開關的過程溫度為-50~250℃,能夠用于大部分工業環境的測量。
  Ring-21緊湊型音叉液位開關的環境溫度與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、探頭長度
  音叉液位開關是點位接觸測量,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
  部分工業環境中含有潛在可燃、易爆氣體等危險因素,因此,確定現場是否具有爆炸危險,保證安全的生產環境以促進作業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,需要的防爆等級是多少等。計為防爆型音叉液位開關有本安型和隔爆型兩種防爆類型的產品,客戶可根據現場環境的要求,選擇相對應的防爆音叉液位開關。
  5、過程連接的方式及其規格
  現場儀表的過程連接一般有螺紋連接和法蘭連接兩種,實際應用中具體需要什么樣的過程連接?比如需要螺紋還是法蘭,需要什么規格型號?在采購選型時,應根據現場需求來進行選擇。計為音叉液位開關特別適合于狹小管道的液位測量,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、電源及信號輸出方式
  確認電纜入口的具體規格;現場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。
  深圳計為的Ring-11音叉液位開關的音叉長度僅有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、粘稠液體以及振動干擾的復雜測量場合,可測量液體的最低密度達0.5g/cm3。該款產品可較好的應用于液化天然氣的測量,打破了國外產品對該領域的壟斷,受到用戶的一致好評。
  深圳計為Ring-21緊湊型音叉液位開關是在傳統音叉液位開關(體積較大)的基礎上研發而成的,產品整體結構小巧輕便,產品總長度160.5mm,最大直徑31.5mm,其中音叉長度僅有38mm,可測介質密度低至0.7g/cm3。計為Ring-21音叉液位開關的這些參數和產品特點,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干擾的場合,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量。
  由于不同的工況對于音叉液位開關的參數有著不同的要求,這就需要在選型時結合現場工況的要求,對相關參數進行認真細致的溝通確認和合理選擇,選擇更適合現場需求的性價比更高的音叉液位開關產品,確保產品在應用中的可靠測量。
   
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