音叉液位開關(guān)是物位控制開關(guān)中應(yīng)用較為廣泛的一種。常用于LNG液化天然氣輸送管道的液位測量,化工香料生產(chǎn)中原料儲罐、槽罐、反應(yīng)釜的液位監(jiān)測,石油、原油、汽油、潤滑油儲罐的液位監(jiān)控,以及泵保護系統(tǒng)中管道液位控制。
音叉液位開關(guān)采用壓電器件實現(xiàn)叉體的振動驅(qū)動與檢測。當(dāng)叉體與被測液體接觸時,叉體的諧振頻率明顯降低,振動頻率的變化直接反應(yīng)在壓電檢測器件的輸出信號上,檢測電路對頻率的變化進行判別并輸出一個開關(guān)信號。
音叉振幅與驅(qū)動功率有關(guān),一般頻率越高振幅越小,反之亦然。在振幅不大情況下,音叉自由狀態(tài)下的諧振頻率與空氣中的諧振頻率接近。振動中的音叉浸泡或接觸于介質(zhì),會發(fā)生頻率或振幅的強烈改變。當(dāng)振動中的音叉浸泡于粘度小的液體時,往往會發(fā)生諧振頻率和振幅的大幅下降,但如果是粘度大液體,音叉往往無法正常起振,振幅幾乎為零,頻率查亂;當(dāng)當(dāng)振動中的音叉接觸固體物料(顆粒或粉末)時,由于音叉自由振動的條件遭到破壞,音叉會很快停止振動。音叉液位開關(guān)就是利用檢測叉體浸泡到液體時其頻率顯著且穩(wěn)定的下降變化來設(shè)計音叉液位開關(guān)的。音叉料位開關(guān)一般是利用叉體接觸物料停止振動,通過就檢測叉體振幅大幅下降原理來設(shè)計音叉料位開關(guān)的。目前大部分國產(chǎn)音叉物位開關(guān)是通過檢測音叉振幅變化來設(shè)計開關(guān)點的,這種設(shè)計的音叉物位開關(guān)在檢測液體時可靠性要明顯降低,而且可檢測的液體介質(zhì)密度只能大于0.7g/cm3甚至0.8g/cm3。同時這種音叉物位開關(guān)為了適應(yīng)與液體測量,往往加大振動驅(qū)動功率,致使其應(yīng)用于固體顆?;蚍勰┪锪蠝y量時,可靠性大大下降。這就是為什么國產(chǎn)液體固體通用的音叉物位開關(guān)普遍介質(zhì)密度適應(yīng)范圍小、工作可靠性低的原因。