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设计高温型振动式料位开关要考虑哪些因素

2019-04-22

　　依照不同的振动探头外形，振动式料位开关可分为振棒料位开关和音叉料位开关；为了适用于不同的工作温度环境，每种料位开关又分为常温型和高温型。常温型的适用温度范围一般是-50～150℃；高温型的适用环境温度为-50～250℃。高温型振动式料位开关，主要就是满足和适用于高温环境下物位检测的物位开关仪表。为了满足高温环境下物位测量的需要，设计高温型振动式料位开关要考虑哪些因素呢？要探讨这个问题，需要从高温型振动式料位开关的工作原理说起。

设计高温型振动式料位开关要考虑哪些因素

　　事实上，作为振动式物位开关的一种，振动式料位开关有着与振动式物位开关大致相同的工作原理。振动式物位开关，主要是由振动探头、过程连接和带电子部件的外壳组成。其基本工作原理是通过压电陶瓷的正负压电效应使振动式物位开关的探头在谐振频率下产生振动，当触碰到物料时，探头的谐振状态被改变，由智能电路检测到这种变化并输出一个开关信号。这些都是通过压电器件进行驱动，并进行检测来完成的。

　　从上述高温型振动式料位开关的工作原理可以看出，对于高温型的振动式料位开关，由于振动探头直接处于高温环境中，设计高温型振动式料位开关时，重点要考虑以下几点因素：
　　一、振动探头和驱动探头的压电组件的耐高温性能
　　要考虑振动探头和驱动探头的压电组件（包括压电陶瓷片、绝缘陶瓷片、电极片、电极导线和支架等）的耐高温性能。
　　探头的材料普遍选用抗腐蚀性强的316L、318不锈钢等。
　　压电陶瓷选型时除了考虑压电材料必须具有较好的驱动能力外，还要考虑居里温度尽可能选高些，一般要大于300～370℃，以获得较宽的工作温度范围，适应在恶劣的高温环境下工作。
　　总之，设计高温型振动式料位开关，压电陶瓷材料选型至关重要，温度因素对压电陶瓷性能的影响也最为敏感。如果在较高的过程温度下选用温度特性差的压电材料，料位开关的振动会很快减弱，经常出现误动作，或使压电陶瓷损坏，振动开关失效，从而无法检测或判断物料的高度，影响正常的工业生产。因此，应尽量选居里温度高些和稳定性好的压电材料，以期获得较宽的工作温度范围。
　　二、材料材质以及结构满足机械和电路方面耐高温、抗氧化以及隔热的要求
　　在材质选择上，电极片需要选择导电性能高、抗氧化的材质，常用H65黄铜片，表面镀银处理。电极线要选择耐高温250℃及以上的高温导线，以保证高温环境下物位开关正常工作。
　　在结构设计上，采取在高温型振动式料位开关过程连接的后端加装加长管是较为常见的做法，通过加长管降低探头传导出来的温度，以避免末端的电子电路模块处的温度过高，使仪表的正常工作受到影响。
　　一般来说，设计高温型振动式料位开关考虑上述因素，就能设计制造出性能稳定，工作可靠的高温型振动式料位开关。
　　以上就是“设计高温型振动式料位开关要考虑哪些因素”的相关介绍，如欲了解更多物位开关（料位开关、液位开关）、物位计（料位计、液位计）等物位测量仪表方面的知识，欢迎关注微信公众号：Jiweimeter。


（深圳计为自动化技术有限公司研发中心2019年4月22日发布）


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