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從研發認識計為

計為音叉料位開關可測密度低達0.008g/cm3,是如何做到的

2017-09-12

  由于國產音叉料位開關為了達到既可測固體又可以測液體的目的,其設計犧牲了部分介質密度,在固體和液體密度之間取平均值,最低可測密度為0.3g/cm3,對于密度更小的泡沫顆粒就無能為力。而計為音叉料位開關卻可測量密度低達0.008g/cm3的超低密度泡沫顆粒,廣泛用于預發機和成型機的低密度泡沫顆粒料位控制,獲得用戶一致好評,打破過去由韓國某品牌對這一應用的壟斷,為國內預發機和成型機制造企業顯著降低了儀表配套成本。計為是如何做到的呢?
  在測量密度方面,國產音叉料位開關與計為音叉料位開關之所以有如何巨大的差別,是因為在設計之初,計為就采取有別于其他國產音叉物位開關的設計方式,根據被測固體和液體介質的不同特點,進行了不同的設計,分別研發出了音叉液位開關和音叉料位開關,對介質進行有針對性的測量。
  首先,在產品設計方面,計為設計的Fork-11音叉料位開關叉體長達150mm,叉體厚度僅4mm。這一設計使音叉料位開關的應用范圍更廣,適應性更強,可靠性更高。
  這是因為,基于檢測叉體接觸介質時振動幅度變化的原理,同樣驅動力(壓電陶瓷組件實現驅動和探測)下,振幅和頻率成反比。計為Fork-11音叉料位開關適當提高了叉體振幅(約為1mm)而降低了叉體的振動頻率(約140Hz),同時,通過加大叉體(音叉振動頻率與叉體大小成反比),增大叉體叉翼面積,在測量超低密度時增加叉翼與介質的接觸面,使得即使介質密度超低,叉翼仍然因面積夠大可以獲得足夠阻尼以顯著改變叉體振幅,使電路能可靠檢測到叉體振幅的變化。
  其次,在加工工藝方面,計為音叉料位開關叉體采用單獨開模精密澆注成型的方式加工,為兩片叉翼獲得更好的對稱性和更好的振動特性提供了保證,再加上后續調諧使叉體完全實現諧振,在完全諧振條件下,音叉探頭會更加敏感,使可測介質密度進一步降低。
  再次,在選材方面,計為振動式物位開關(包含Fork-11音叉料位開關、Ring-11音叉液位開關和Tube-11振棒料位開關)還在叉體材料、壓電組件和電子器件的選材上精益求精。叉體材料選擇耐腐蝕316L不銹鋼,壓電組件選用德國進口壓電陶瓷,并廣泛采用低溫漂的晶圓電阻,大大提高產品工作的可靠性和對惡劣工況的適應性,使產品性能媲美于進口產品。

(深圳計為自動化技術有限公司研發中心2017年9月12日發布)

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