音叉液位开关的原理和选型

　　音叉液位开关是一种紧凑型的专用于液位测量的控制开关，与浮球液位开关、接近开关等仪表相比，其在检测液位方面具有更高的可靠性，是现代自动化生产中应用非常广泛的一款液位测量仪表。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都能见到它的身影。

　　相比不区分测量对象，固液两用的传统音叉料位开关，计为音叉液位开关是一种专用于液位测量的控制仪表，能够更精准、更可靠地用于液位的测量。深圳计为自动化的音叉液位开关目前主要有Ring-11音叉液位开关和Ring-21紧凑型音叉液位开关两个系列，其性能可与国外品牌相媲美。

　　为帮助用户更好地了解和采购到适合工况要求的仪表，对液位进行可靠测量，本文以计为音叉液位开关为例，介绍下音叉液位开关的工作原理和选型要点。

　　一、音叉液位开关的原理

　　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。

　　计为Ring-11系列音叉液位开关的工作原理与计为Ring-21音叉液位开关大致相同，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。

　　在测量低点时，如果液体介质低于叉体位置，液体介质与叉体脱离接触，则仪表会产生报警信号。在测量高点时，当叉体接触到液体介质，仪表也会产生报警信号。至于实际应用中，是将音叉液位开关安装在高点或低点，还是高低点都需安装，则应视作业现场的具体需求而定。

　　二、音叉液位开关的选型

　　但由于实际应用中工况差异很大，这客观上需要不同参数的音叉液位开关与之相匹配，这就涉及仪表的选型问题。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．被测介质的属性

　　介质的属性有物理属性和化学属性，所以，在选型时，也主要是确认被测介质的物理和化学属性。

　　（1）确认被测介质的物理属性

　　要达到精准的测量效果，选型时需要对液体的物理属性进行确认，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。计为自动化自主研发生产的计为Ring-11音叉液位开关，可测量的最低介质密度为0.5g/cm³。计为Ring-21紧凑型音叉液位开关，可测量介质密度低至0.7g/cm³。

　　（2）确认被测介质的化学属性

　　为确保仪表能够可靠应用，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。并根据被测介质腐蚀性的强弱，选择相应的具有防腐功能的音叉液位开关，以免仪表在与腐蚀介质长时间接触出现被腐蚀的情况。

　　2．被测介质的温度

　　被测介质的温度主要包括过程温度及环境温度两种。

　　（1）过程温度

　　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。计为Ring-11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Ring-11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。

　　计为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℃。

　　（2）环境温度

　　Ring-11音叉液位开关可测量的环境温度与Ring-21紧凑型音叉液位开关相同，均为-40～70℃。

　　3．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，具有爆炸危险，因此，在选型购买前，应对现场是否具有爆炸危险进行确认，以保证安全的生产环境，促进作业效率的提升。

　　如果需要防爆，应确认需要的防爆类型以及防爆等级，比如是本安型还是隔爆型，需要的防爆等级是多少等。计为防爆型音叉液位开关现有本安型和隔爆型两种防爆类型的产品，用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。

　　4．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。

　　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。

　　不同的工况，对于音叉液位开关参数的要求各异，这就需要用户在购买时与厂方就相关参数进行认真细致的沟通确认，选择更适合现场需求的性价比更高的产品，以保证产品在应用中的可靠测量。