音叉开关的原理及应用

百科   2024-09-03 06:06   山东  

音叉开关是一种广泛应用于工业现场的物位开关。按照使用介质不同可以分音叉液位开关和音叉料位开关。

一、音叉开关的工作原理

音叉开关基于音叉共振原理。其核心组件是一对精心设计的音叉,通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉以特定的频率进行自由振动,其振动模式类似于在空气中敲击一个音叉所产生的声音波动。当音叉与被测介质接触时,介质的密度和阻尼特性会对音叉的振动产生影响。这种影响会导致音叉的振动频率、振幅或相位发生变化。传感器会立即捕获到这种变化,由智能电路进行检测、处理并转换为开关信号。

二、音叉开关接线方式

以某品牌音叉开关为例,有两种输出方式:

1️⃣图1为继电器输出方式。有两组常开常闭触点,用户可以根据需求自行选用常开或常闭触点进行接线。

注:图1电源供电为交直流通用,有内部电路智能识别。端子①②可接直流24V或交流220V。必须注意的是,直流供电范围是20~72V DC,交流供电范围是20~253V AC;端子③④和⑥⑦为继电器的常闭触点,端子④⑤和⑦⑧为继电器的常开触点。

2️⃣图2为二线制输出方式。与端子①②连接的两芯线既是仪表的直流电源输入(范围:10~36VDC),也是仪表的信号输出。仪表内部电路将控制整个环路的电流恒定为8mA(安全模式)和16mA(报警模式),也即这两个电流分别标识音叉头是否接触介质(有料无料)。除8mA和16mA电流外,还增设了一个回路电流为2.3mA的仪表故障电流,也就是说当电路回路电流小于2.3mA时,说明音叉开关本身出了故障,提升了自检能力。

三、音叉开关的应用

音叉开关具有高灵敏度、不怕挂料和冲击的特点,适用于测量能自由流动的中等密度的固体粉末或颗粒,以及几乎所有的液体介质。此外,音叉开关还可用于溢流或空运转保护、泵控制、显示管道内有/无流动等功能,特别适用于有结层、有杂质的污水和工业用液体等具有挑战性的应用场景。音叉料位开关还能实现智能高低料位的报警,用于替代人工监控,方便又高效。

实际应用中,音叉料位开关可通过法兰以及螺纹安装于料仓,或者储罐、槽罐、管道等容器的顶部、侧部来测量料位的高低,其具体安装位置需根据现场工况而定。


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