振動式物位開關是最常見的一種物位開關，細分為音叉料位開關、音叉液位開關和振棒料位開關三種。
基本介紹
- 中文名：振動式物位開關
工作原理,類別,音叉料位開關,音叉液位開關,振棒料位開關,關鍵技術和工藝,
工作原理
振動式物位開關的探頭是一個振動體，振動體可以是音叉狀或圓棒狀，一般採用壓電器件實現探頭振動的驅動和檢測。不接觸物料時，振動探頭在諧振頻率下產生自由振動，當振動探頭與被測物料接觸時，由於物料的阻力或阻尼作用，振動探頭的振幅明顯減小甚至停止，振動頻率也會明顯下降，壓電檢測器件的輸出信號的幅度和頻率也隨之相應減小或下降，檢測信號的這一變化由電路檢測分析並輸出一個開關信號。振動式物位開關分為音叉料位開關、音叉液位開關和振棒料位開關。
類別
音叉料位開關
音叉料位開關的振動叉體（也稱叉翼）較長較寬，典型尺寸是長150mm、寬22mm、厚4mm，是一種專用於測量粉末和細小顆粒的固體料位開關。目前可測最低物料密度低至0.008g/cm3，特別適合超低密度的料位測量，具有廣泛的適應性和極高的可靠性。適用於各種粉末或細小顆粒，如：煤灰、塵灰、細砂、化工原料、麵粉、鹽、穀粒、豆物等。主要套用於環保、化工、電力、食品、醫藥等行業。
音叉液位開關
音叉液位開關振動叉體一般較小而短，典型音叉長度只有40mm，不僅適用於容器、儲罐、槽罐中的液位測量，而且適用於導管中的液位測量。同時，基於檢測叉體浸泡於介質時振動頻率變化的設計原理，產品特別適合於有泡沫、氣泡、粘稠液體以及振動干擾的複雜測量場合。可測量液體的最低密度達0.5g/cm3。能測量自來水、雙氧水、鹽酸、硫酸、硝酸、酸鹼液、工業廢水、糖漿、藥液等液體。主要套用於水利、化工、環保、食品、醫藥等行業。
振棒料位開關
振棒料位開關的振動探頭一般是圓管狀的，有單管結構和內外互嵌的雙管結構。雙管結構的設計和生產工藝遠難於單管結構設計，但基於雙管結構的產品可靠性和壽命遠高於單管結構產品。以前，國內市場上雙管結構的產品主要靠進口，而今也有基於雙管結構設計的國產產品，其品質已完全能媲美於進口產品。棒狀振動料位開關主要用於測量顆粒狀固體料位，單管結構產品可測物料的最低測量密度只達到0.5g/cm3，雙管結構的產品則可低達0.02g/cm3，後者能夠滿足絕大部分顆粒狀料位的現場測量要求。振棒料位開關特別適合於各種顆粒或粉末物料，如：PVC、氫氧化鈉、石灰、水泥、沙粒、泥土、煤、粉塵、麵粉、食糖、鹽、穀粒、豆物等。主要套用於化工、環保、水泥、電力、輕工、食品、醫藥等行業。
關鍵技術和工藝
振動式料位開關可靠性和靈敏度，很大程度上取決與產品設計和生產工藝。雙管結構的振棒料位開關可靠性和靈敏度遠高於單管結構，這裡的雙管結構其實類似與音叉的兩片叉翼。音叉的兩片叉翼是完全對稱的，兩片叉翼能對稱平衡地振動，而且處於完全諧振狀態，這種完全諧振狀態能把振動能量鎖定在兩叉翼間，使很小的能量驅動就能使音叉長時間實現振動。基於這種諧振狀態的振動料位開關，工作時其振動能量不會專遞到過程連線或罐體上，這樣在設計上就可以降低振動體的振幅，降低壓電組件驅動電壓，延長產品壽命。由於降低了振動體的振幅，同時振動體這種完全諧振狀態對外部阻力非常敏感，很容易因外力或物料阻尼破環諧振狀態而使振動幅度或頻率大幅變化，這無疑能有效提高檢測靈敏度，實現對低密度物料的可靠檢測。在現實生產中，音叉叉體經常會因為加工精度、材料剛性變化、質量分配不均、應力分布等原因導致不能完全諧振，這時就需要在生產中通過人工調諧來實現叉翼完全諧振。因為兩片叉翼的完全諧振，也就大大增加叉翼的掛料和腐蝕冗餘，從而大大提高產品可靠性。
