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振动式物位开关
阅读:122时间:2018-08-31 09:49:18

    振动式物位开关是最常见的一种物位开关,细分为音叉料位开关、音叉液位开关和振棒料位开关三种。

工作原理

   振动式物位开关的探头是一个振动体,振动体可以是音叉状或圆棒状,一般采用压电器件实现探头振动的驱动和检测。不接触物料时,振动探头在谐振频率下产生自由振动,当振动探头与被测物料接触时,由于物料的阻力或阻尼作用,振动探头的振幅明显减小甚至停止,振动频率也会明显下降,压电检测器件的输出信号的幅度和频率也随之相应减小或下降,检测信号的这一变化由电路检测分析并输出一个开关信号。振动式物位开关分为音叉料位开关、音叉液位开关和振棒料位开关。

类别

   音叉料位开关
   音叉料位开关的振动叉体(也称叉翼)较长较宽,典型尺寸是长150mm、宽22mm、厚4mm,是一种专用于测量粉末和细小颗粒的固体料位开关。目前可测最低物料密度低至0.008g/cm?,特别适合超低密度的料位测量,具有广泛的适应性和极高的可靠性。适用于各种粉末或细小颗粒,如:煤灰、尘灰、细砂、化工原料、面粉、盐、谷粒、豆物等。主要应用于环保、化工、电力、食品、医药等行业。
   音叉液位开关
   音叉液位开关振动叉体一般较小而短,典型音叉长度只有40mm,不仅适用于容器、储罐、槽罐中的液位测量,而且适用于导管中的液位测量。同时,基于检测叉体浸泡于介质时振动频率变化的设计原理,产品特别适合于有泡沫、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/cm?。能测量自来水、双氧水、盐酸、硫酸、硝酸、酸碱液、工业废水、糖浆、药液等液体。主要应用于水利、化工、环保、食品、医药等行业。
   振棒料位开关
   振棒料位开关的振动探头一般是圆管状的,有单管结构和内外互嵌的双管结构。双管结构的设计和生产工艺远难于单管结构设计,但基于双管结构的产品可靠性和寿命远高于单管结构产品。以前,国内市场上双管结构的产品主要靠进口,而今也有基于双管结构设计的国产产品,其品质已完全能媲美于进口产品。棒状振动料位开关主要用于测量颗粒状固体料位,单管结构产品可测物料的最低测量密度只达到0.5g/cm?,双管结构的产品则可低达0.02g/cm?,后者能够满足绝大部分颗粒状料位的现场测量要求。振棒料位开关特别适合于各种颗粒或粉末物料,如:PVC、氢氧化钠、石灰、水泥、沙粒、泥土、煤、粉尘、面粉、食糖、盐、谷粒、豆物等。主要应用于化工、环保、水泥、电力、轻工、食品、医药等行业。

关键技术和工艺

   振动式料位开关可靠性和灵敏度,很大程度上取决与产品设计和生产工艺。双管结构的振棒料位开关可靠性和灵敏度远高于单管结构,这里的双管结构其实类似与音叉的两片叉翼。音叉的两片叉翼是完全对称的,两片叉翼能对称平衡地振动,而且处于完全谐振状态,这种完全谐振状态能把振动能量锁定在两叉翼间,使很小的能量驱动就能使音叉长时间实现振动。基于这种谐振状态的振动料位开关,工作时其振动能量不会专递到过程连接或罐体上,这样在设计上就可以降低振动体的振幅,降低压电组件驱动电压,延长产品寿命 。由于降低了振动体的振幅,同时振动体这种完全谐振状态对外部阻力非常敏感,很容易因外力或物料阻尼破环谐振状态而使振动幅度或频率大幅变化,这无疑能有效提高检测灵敏度,实现对低密度物料的可靠检测。在现实生产中,音叉叉体经常会因为加工精度、材料刚性变化、质量分配不均、应力分布等原因导致不能完全谐振,这时就需要在生产中通过人工调谐来实现叉翼完全谐振。因为两片叉翼的完全谐振,也就大大增加叉翼的挂料和腐蚀冗余,从而大大提高产品可靠性。

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