振动探头测量原理

音叉液位开关是基于悬臂梁的振动原理，专用于容器、槽罐和各种管道的液位测量仪表。其采用音叉作为振动探头，利用压电器件实现振动的驱动与检测。当叉体与被测液体接触时，叉体的谐振频率明显降低，振动频率的变化直接反应在压电检测器件的输出信号上，检测电路对频率的变化进行判别并输出一个开关信号。该仪表稳定可靠，免于维护，在水利、化工、环保、食品、医药等行业有着广泛的应用。但要使音叉液位开关更好地发挥作用，按照音叉液位开关操作规范正确作业必不可少，为此，本文就结合Ring-11音叉液位开关的安装和接电操作规范介绍如下。

　　一、音叉液位开关安装操作规范

　　在安装音叉液位开关之前，应再次确认仪表型号是否满足现场过程压力、过程温度、介质的化学性能等的环境要求，确保仪表在安装后能够正常使用。

　　一般地，Ring-11音叉液位开关可以根据需要安装在任何位置，既可以水平安装、也可以垂直安装或倾斜安装。当被测介质具有粘稠性时，为了减少或避免出现挂料现象，一般应将仪表垂直安装。

　　1．安装方向

　　在安装Ring-11音叉液位开关时，为避免挂料或由于介质对叉体的阻力而产生的测量误差，应使叉体面和液体升降或流动保持方向一致，如图1(a)、1(b)所示。

图1 (a)叉体面垂直安装

图1 (b)介质流动方向①螺纹连接的标志点 ②介质流动方向

　　2．避开入料口

图2 避开入料口的安装示意图

　　3．压力/真空

　　对于过压或欠压的容器或管道，由于必须保证过程连接处的密封完好性。所以，在安装之前应确认好密封材料是否满足现场过程温度和过程压力的要求。

　　4．防潮

　　当将音叉液位开关安装在户外或有潮气的环境中，如遇到下雨或在冷凝现象时，雨水和冷凝水便会随之往下流，为防止水或潮气进入仪表，在接入电缆之前，应将电缆线弯曲并朝下引，如图3所示。

图3 防潮安装

　　二、音叉液位开关接电操作规范

　　音叉液位开关的接电也是一个重要的环节。正确安全地接线，是音叉液位开关的正常运行的前提。一般来讲，音叉液位开关的接电应按照下面的操作规范进行。

　　1．安全提示

　　从安全角度考虑，只有在断电的情况下才能进行接线；如果是防爆型音叉液位开关，在接线时必须遵循相关防爆的接线要求。

　　2．接入电缆

　　Ring-11音叉液位开关的电缆一般采用横截面为圆形的通用电缆。电缆横截面直径为5-9mm，否则无法确保电缆入口的密封效果。

　　如需使用其它规格的电缆，应使用匹配的电缆入口螺栓，并注意更换后电缆入口的密封性能。

　　3．接线图

　　接线时，应按照如图4,5,6所示方式进行安全接线。

图4 继电器输出方式①：电源输入端 ②③：继电器信号输出端，DPDT

图5 二线制输出方式①：电源输入端8/16mA信号输出端

图6 Namur输出方式①：电源输入端≥2.1mA/≤1.0mA信号输出端

　　4．接线步骤

　　一般来讲，在对音叉液位开关进行接线时，应按照如下步骤进行操作：

　　(1)打开外壳盖；

　　(2)松开电缆螺纹接头上的锁紧螺母；

　　(3)去掉连接电缆大约10cm的外皮和芯线末端大约1cm的绝缘层；

　　(4)将电缆穿过电缆螺纹接头插入外壳中；

　　(5)用螺丝刀打开接线端子；

　　(6)按照接线图将芯线末端插入接线端子中；

　　(7)用螺丝刀拧紧接线端子；

　　(8)通过轻拉接入的电缆线来检查接线是否牢靠；

　　(9)拧紧电缆螺纹接头的锁紧螺母，扣紧密封环；

　　(10)拧上外壳盖。

　　这里需要说明的是，对于隔爆型音叉液位开关，只有当环境中不存在会引爆的气体或粉尘时才允许打开外盖操作。

　　计为Ring-11常温音叉液位开关是一种高可靠性专用于液位测量的控制开关。其音叉长度仅有40mm，不仅适用于容器、储罐、槽罐中的液位测量，而且适用于导管等狭小空间的液位测量。同时，基于检测叉体浸泡于介质时振动频率变化的设计原理，叉体经过精密调谐，产品可测介质密度低至0.5g/cm³，不仅适用于盐酸、硫酸、硝酸、碱液、糖浆、药液、工业废水等液位的测量，而且特别适用于高压液化气体（如LNG）以及有泡沫、气泡、粘稠液体以及振动干扰的复杂测量场合。只要严格按照上述操作规范进行安装和接线，音叉液位开关就能更好地用于液位的测量和监控。

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