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音叉料位開關(guān)的原理和應用
2020-10-27
音叉料位開關(guān)作為一種新型的限位開關(guān)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用。它既可用于溢流或空運轉(zhuǎn)保護、泵控制，還可用于檢測管道內(nèi)有無流體的流動。此外，音叉料位開關(guān)還能實現(xiàn)智能高低料位的報警，用于替代人工監(jiān)控，方便又高效。為更好地幫助用戶了解音叉料位開關(guān)，本文就來談?wù)勔舨媪衔婚_關(guān)的原理和應用。
一、音叉料位開關(guān)的原理
音叉料位開關(guān)是通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當音叉料位開關(guān)的音叉與被測介質(zhì)相接觸時，音叉的頻率和振幅將改變，音叉料位開關(guān)的這些變化由智能電路檢測和處理，并將之轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)信號。
計為研發(fā)生產(chǎn)的計為Fork-11音叉料位開關(guān)的也是基于這樣的工作原理工作的。計為Fork-11音叉料位開關(guān)的探頭基于音叉式設(shè)計，采用一組壓電陶瓷片作為驅(qū)動和檢測組件，實現(xiàn)叉體的振動驅(qū)動與檢測。不接觸物料時，音叉在諧振頻率（大約138Hz）下產(chǎn)生自由振動，當音叉與被測物料接觸時，音叉的振動振幅明顯減小，壓電檢測器件的輸出信號幅度隨之減小，最終，這一系列的信號變化將由智能電路檢測分析并輸出一個開關(guān)信號。音叉料位開關(guān)的原理看起來簡單，但實際上需要經(jīng)過精密的調(diào)諧才能保證其運作的穩(wěn)定性。
二、音叉料位開關(guān)的應用
計為自動化研發(fā)生產(chǎn)的計為Fork-11音叉料位開關(guān)是一種專用于測量粉末和細小顆粒的固體料位開關(guān)。產(chǎn)品具有安裝便捷、性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長等優(yōu)點，廣泛的適應性和極高的可靠性，使其在水利、化工、建材、冶金、環(huán)保、食品、醫(yī)藥等行業(yè)的物位過程控制中有著廣泛應用。由于產(chǎn)品最低測量密度僅為0.008g/cm3，特別適用于細砂、細小化工原料、面粉、鹽等超低密度的料位測量，也能夠在泡沫成型機、吸塑機料倉、原料倉、料斗內(nèi)進行精準的料位測量。
實際應用中，音叉料位開關(guān)主要通過法蘭以及螺紋定點安裝于料倉，或者儲罐、槽罐、管道等容器的頂部、側(cè)部來測量料位的高低，其具體安裝位置需根據(jù)現(xiàn)場工況而定。
計為音叉料位開關(guān)有常溫音叉料位開關(guān)、高溫音叉料位開關(guān)和防爆型音叉料位開關(guān)等不同的分類。不同的音叉料位開關(guān)具有不同的應用。
（一）Fork-11常溫音叉料位開關(guān)的應用
Fork-11常溫型音叉料位開關(guān)可測過程溫度不超過150℃、物料密度低至0.008g/cm3的顆粒、粉末等的料位。多用于以下料倉的料位測量：
1．鹽礦儲倉；
2．水泥包裝線料斗；
3．橡膠生產(chǎn)原料倉等；
4．泡沫成型機、吸塑機料倉（低密度泡沫顆粒）。
（二）Fork-11高溫音叉料位開關(guān)的應用
Fork-11高溫型音叉料位開關(guān)通過在表頭和過程連接間增加高溫延長管，以降低表頭工作溫度至電子器件正常工作范圍內(nèi)，同時驅(qū)動和檢測探頭振動的壓電組件全部選用耐高溫的壓電陶瓷、耐高溫電極和導線以及耐高溫封裝材料。Fork-11高溫型音叉料位開關(guān)的這些創(chuàng)新設(shè)計，使得其能夠耐受高達250℃的高溫，能夠用于測量高溫環(huán)境下細小顆粒、粉末的料位。
高溫音叉料位開關(guān)在以下工況中應用尤為普遍：
1．四氯化鋯的料位測量。
能夠耐受250℃高溫的計為Fork-11高溫音叉料位開關(guān)是測量溫度高達200℃的四氯化鋯的理想之選，能夠?qū)λ穆然喌牧衔贿M行安全可靠地測量。
2．聚酯切片PET的料位測量。
常溫型音叉料位開關(guān)由于最多可以耐受150℃的高溫，難以勝任干燥塔中溫度高達160℃的PET料粒的測量，而能夠耐受250℃高溫的Fork-11高溫型音叉料位開關(guān)則完全不成問題。
3．其他過程溫度范圍為150℃到250℃工況的超低密度顆粒、粉末等料位測量。
（三）Fork-11防爆型音叉料位開關(guān)的應用
為滿足易燃易爆工況下用戶的測量需要，計為自動化研發(fā)了通過本安、隔爆雙重防爆認證的計為Fork-1防爆型音叉料位開關(guān)。其中隔爆等級為：Ex d IIC T6 Gb，本安等級為：Ex ia IIC T6 Ga，相比普通型音叉料位開關(guān)，防爆型音叉料位開關(guān)的應用領(lǐng)域更為廣泛，能夠在具有爆炸性危險的環(huán)境中安全應用。
但普通型音叉料位開關(guān)只能應用于非爆炸性環(huán)境中，對于存在爆炸性危險物質(zhì)的環(huán)境中，普通型音叉料位開關(guān)就無法應用，而防爆型音叉料位開關(guān)（分為隔爆型音叉料位開關(guān)和本安型音叉料位開關(guān)兩種）則不受其限制。
以上就是“音叉料位開關(guān)的原理和應用”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
一、音叉料位開關(guān)的原理
音叉料位開關(guān)是通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當音叉料位開關(guān)的音叉與被測介質(zhì)相接觸時，音叉的頻率和振幅將改變，音叉料位開關(guān)的這些變化由智能電路檢測和處理，并將之轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)信號。
計為研發(fā)生產(chǎn)的計為Fork-11音叉料位開關(guān)的也是基于這樣的工作原理工作的。計為Fork-11音叉料位開關(guān)的探頭基于音叉式設(shè)計，采用一組壓電陶瓷片作為驅(qū)動和檢測組件，實現(xiàn)叉體的振動驅(qū)動與檢測。不接觸物料時，音叉在諧振頻率（大約138Hz）下產(chǎn)生自由振動，當音叉與被測物料接觸時，音叉的振動振幅明顯減小，壓電檢測器件的輸出信號幅度隨之減小，最終，這一系列的信號變化將由智能電路檢測分析并輸出一個開關(guān)信號。音叉料位開關(guān)的原理看起來簡單，但實際上需要經(jīng)過精密的調(diào)諧才能保證其運作的穩(wěn)定性。
二、音叉料位開關(guān)的應用
計為自動化研發(fā)生產(chǎn)的計為Fork-11音叉料位開關(guān)是一種專用于測量粉末和細小顆粒的固體料位開關(guān)。產(chǎn)品具有安裝便捷、性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長等優(yōu)點，廣泛的適應性和極高的可靠性，使其在水利、化工、建材、冶金、環(huán)保、食品、醫(yī)藥等行業(yè)的物位過程控制中有著廣泛應用。由于產(chǎn)品最低測量密度僅為0.008g/cm3，特別適用于細砂、細小化工原料、面粉、鹽等超低密度的料位測量，也能夠在泡沫成型機、吸塑機料倉、原料倉、料斗內(nèi)進行精準的料位測量。
實際應用中，音叉料位開關(guān)主要通過法蘭以及螺紋定點安裝于料倉，或者儲罐、槽罐、管道等容器的頂部、側(cè)部來測量料位的高低，其具體安裝位置需根據(jù)現(xiàn)場工況而定。
計為音叉料位開關(guān)有常溫音叉料位開關(guān)、高溫音叉料位開關(guān)和防爆型音叉料位開關(guān)等不同的分類。不同的音叉料位開關(guān)具有不同的應用。
（一）Fork-11常溫音叉料位開關(guān)的應用
Fork-11常溫型音叉料位開關(guān)可測過程溫度不超過150℃、物料密度低至0.008g/cm3的顆粒、粉末等的料位。多用于以下料倉的料位測量：
1．鹽礦儲倉；
2．水泥包裝線料斗；
3．橡膠生產(chǎn)原料倉等；
4．泡沫成型機、吸塑機料倉（低密度泡沫顆粒）。
（二）Fork-11高溫音叉料位開關(guān)的應用
Fork-11高溫型音叉料位開關(guān)通過在表頭和過程連接間增加高溫延長管，以降低表頭工作溫度至電子器件正常工作范圍內(nèi)，同時驅(qū)動和檢測探頭振動的壓電組件全部選用耐高溫的壓電陶瓷、耐高溫電極和導線以及耐高溫封裝材料。Fork-11高溫型音叉料位開關(guān)的這些創(chuàng)新設(shè)計，使得其能夠耐受高達250℃的高溫，能夠用于測量高溫環(huán)境下細小顆粒、粉末的料位。
高溫音叉料位開關(guān)在以下工況中應用尤為普遍：
1．四氯化鋯的料位測量。
能夠耐受250℃高溫的計為Fork-11高溫音叉料位開關(guān)是測量溫度高達200℃的四氯化鋯的理想之選，能夠?qū)λ穆然喌牧衔贿M行安全可靠地測量。
2．聚酯切片PET的料位測量。
常溫型音叉料位開關(guān)由于最多可以耐受150℃的高溫，難以勝任干燥塔中溫度高達160℃的PET料粒的測量，而能夠耐受250℃高溫的Fork-11高溫型音叉料位開關(guān)則完全不成問題。
3．其他過程溫度范圍為150℃到250℃工況的超低密度顆粒、粉末等料位測量。
（三）Fork-11防爆型音叉料位開關(guān)的應用
為滿足易燃易爆工況下用戶的測量需要，計為自動化研發(fā)了通過本安、隔爆雙重防爆認證的計為Fork-1防爆型音叉料位開關(guān)。其中隔爆等級為：Ex d IIC T6 Gb，本安等級為：Ex ia IIC T6 Ga，相比普通型音叉料位開關(guān)，防爆型音叉料位開關(guān)的應用領(lǐng)域更為廣泛，能夠在具有爆炸性危險的環(huán)境中安全應用。
但普通型音叉料位開關(guān)只能應用于非爆炸性環(huán)境中，對于存在爆炸性危險物質(zhì)的環(huán)境中，普通型音叉料位開關(guān)就無法應用，而防爆型音叉料位開關(guān)（分為隔爆型音叉料位開關(guān)和本安型音叉料位開關(guān)兩種）則不受其限制。
以上就是“音叉料位開關(guān)的原理和應用”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術(shù)有限公司市場部2020年10月27日發(fā)布）
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