Ring-21 小型音叉液位开关在制冷系统中的应用案例
一、项目背景与行业痛点
1. 制冷系统概述
在现代制冷与空调系统中，液位监控是保障系统高效运行和安全的重要环节。制冷系统通常包含压缩机、冷凝器、蒸发器、储液罐、膨胀阀等关键部件，其中制冷剂液位的稳定性直接影响压缩机运行安全、系统能效以及设备使用寿命。
传统制冷系统液位检测手段主要依赖机械浮球开关或视觉液位计，这些方法存在以下明显问题：
- 精度低、响应慢：机械浮球在流动液体或震动环境下容易误动作，导致报警不准确。
- 易损耗、维护频繁：浮球、连杆及密封件容易磨损，需定期维护或更换。
- 安装限制多：部分液位检测设备要求法兰连接，对储液罐及管路改造要求高，施工成本大。
- 环境适应性差：在低温或高压环境下，传统开关可能卡死或响应异常，影响制冷系统稳定运行。
因此，行业亟需一种小型、可靠、抗干扰、易安装的液位检测装置，以解决制冷系统液位监控的痛点问题。
2. 项目客户及工况特点
本项目客户为山东大型制冷设备制造企业，旗下应用系统涵盖中央空调、工业冷冻及冷藏仓储设备，系统规模大，液位监控需求严格。主要工况特点如下：
- 液体介质：R134a、R410a、R22 等常用制冷剂，低温液体，液体密度低，易挥发。
- 温度范围：-40℃ 至 +60℃，特殊工况下局部温度可能短时间超过 70℃。
- 管路与罐体振动：制冷压缩机及泵运行产生一定振动，机械浮球容易误动作。
- 空间受限：储液罐及管路布置紧凑，法兰安装成本高且不便于改造。
- 维护要求：液位开关需长期稳定运行，减少停机维护次数。
基于以上特点，客户决定引入深圳计为自动化技术有限公司自主研发的 Ring-21 小型音叉液位开关，以提升液位监控可靠性和系统整体稳定性。
二、Ring-21 小型音叉液位开关产品介绍
1. 产品概述
Ring-21 小型音叉液位开关是计为自主研发的高可靠性液位检测设备，采用双音叉振动原理，通过探杆振动频率变化实现液位检测。产品特点如下：
- 小型设计：探头长度最短38mm，适用于空间受限的管道。
- 螺纹安装：全系列均采用标准螺纹连接（G1/2、G3/4），安装方便。
- 高可靠性：双音叉设计，抗振动性能优异，适应制冷系统的振动环境。
- 耐温耐压：工作温度 -40℃~+150℃，压力可达 40 bar。
- 防尘防液干扰：高频振动技术，液体附着或微小气泡不影响检测，防止“假满”或“假空”。
- 多接口输出：支持常开（NO）、常闭（NC）继电器信号输出，可直接连接PLC或控制柜。
- 维护简便：螺纹安装方便拆卸，无需额外工具即可快速更换或清理。
2. 技术参数
| 参数项目 | Ring-21 小型音叉液位开关 |
|---|---|
| 探杆材质 | 316L 不锈钢 |
| 安装方式 | 螺纹 G1/2、G3/4等 |
| 探头长度 | 最短仅38 mm |
| 工作温度 | -40℃~+150℃ |
| 工作压力 | ≤40 bar |
| 输出信号 | 继电器常开/常闭，可选晶体管输出 PNP/NPN |
| 抗振性能 | 极强 |
| 防护等级 | 阀门连接头：IP65； M12×1：IP66/IP67 |
| 消耗功率 | AC<3.8mA；DC<825mW |
| 响应时间 | 0.5s |
| 认证 | CE、REACH、RoHS |
三、安装位置
本项目共安装 Ring-21 小型音叉液位开关 32 台，分别应用于制冷系统的三个关键部位：
- 储液罐液位检测
- 低位点：防止液位过低导致压缩机干转
- 高位点：防止液位过高导致液击或溢出
- 回液管液位检测
- 管路紧凑处，用于泵入口前液位监控，确保管路稳定供液
- 冷凝器出口液位检测
- 高位点防止冷凝液倒流至压缩机，低位点保证液位持续供给
注意：本项目全部安装均为 螺纹连接，无法兰连接，螺纹尺寸根据设备接口选用 G1/2 或 G3/4，确保快速安装及可靠密封，避免法兰带来的改造成本与泄漏风险。
Ring-21 小型音叉液位开关采用 螺纹直接安装，无需法兰，可快速嵌入管路或罐体接口。安装完成后：
- 使用克林格C-4400垫片保证密封性
- 安装探杆垂直于液面，确保振动探杆充分浸入液体
- 可快速拆卸清理或更换，无需停机大规模改造
四、应用效果与客户反馈
在储液罐液位监控方面，Ring-21 小型音叉液位开关实现了高位和低位报警的精准控制，有效防止液击及压缩机干转。维护频次大幅降低，从原来的每月两次减少到每月一次，操作员的工作负担也明显减轻。
在回液管液位监控中，管路低点液位保持稳定，泵入口液体供应连续，无需人工干预，自动化控制精度显著提升。对于冷凝器出口液位监控，高位安装有效防止液体倒流，保护压缩机安全；低位安装保证了连续供液，避免泵空转。
综合来看，Ring-21 小型音叉液位开关安装方便，无需法兰改造，节约安装成本，螺纹安装稳定可靠，拆卸清理时间不足 10 分钟。双音叉技术有效防止假满和假空，小型设计适合紧凑管路和储液罐，并在长周期运行中表现出高度可靠性，客户对其应用效果给予了高度评价。
五、工程参数表
| 序号 | 安装位置 | 探杆型号 | 探杆长度 | 接口类型 | 灵敏度 | 输出类型 | 工作温度 | 工作压力 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 储液罐低位 | Ring-21 | 100 mm | G3/4 螺纹 | 标准 | NO/NC | -40~+120℃ | 16 bar | 防压缩机干转 |
| 2 | 储液罐高位 | Ring-21 | 100 mm | G3/4 螺纹 | 标准 | NO/NC | -40~+120℃ | 16 bar | 防液击、溢出 |
| 3 | 回液管低点 | Ring-21 | 75 mm | G1/2 螺纹 | 高灵敏 | NO | -40~+120℃ | 16 bar | 空间受限 |
| 4 | 冷凝器出口高位 | Ring-21 | 100 mm | G3/4 螺纹 | 标准 | NC | -40~+120℃ | 16 bar | 防倒流 |
| 5 | 冷凝器出口低位 | Ring-21 | 75 mm | G1/2 螺纹 | 高灵敏 | NO | -40~+120℃ | 16 bar | 保证泵供液 |
六、总结与行业示范价值
在本项目中，制冷系统涉及储液罐、回液管和冷凝器出口等多个关键位置的液位监控。传统机械或浮球开关在振动管路、低温制冷剂及气泡液体环境中易发生误动作，导致泵空转或液击风险。引入 Ring-21 小型音叉液位开关后，系统液位监控稳定性显著提升，确保了各环节自动化运行的连续性与安全性。
在储液罐监控中，Ring-21 探杆通过高频振动原理对液位进行实时感知，高位与低位报警响应迅速且精准，有效避免压缩机干转和液击风险。客户反馈显示，维护周期从原先每月两次减少至一次，操作人员日常巡检工作量明显下降。
回液管管路低点液位检测实现了泵入口持续供液，无需人工干预，同时配合系统自动控制策略，实现液体输送的连续性和流量稳定性。冷凝器出口监控则通过高低位双点控制防止液体倒流，保证泵连续运作并保护压缩机，整个制冷循环运行更加安全可靠。
Ring-21 紧凑型的音叉结构抗振动、抗流动干扰能力突出，即使在低温制冷剂或含气液体环境中，也能稳定感知液位，避免“假满”“假空”报警。同时，小型化设计适配紧凑管路，探杆拆卸清理简便，支持长周期连续运行，极大提升了系统整体可靠性和维护便利性。
通过本案例的应用，客户的制冷系统液位监控不仅实现了高精度、高稳定性，还显著降低了维护成本和操作风险，为国产高可靠性液位开关在复杂工况下的应用树立了标杆。
