Trong các quy trình phức tạp của sản xuất công nghiệp, việc theo dõi chính xác mức vật liệu có ý nghĩa quan trọng. Nó không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất mà còn liên quan chặt chẽ đến việc kiểm soát chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa chi phí và đảm bảo an toàn sản xuất. Là một thiết bị phát hiện mức hiệu quả và đáng tin cậy, công tắc mức dạng âm thoa (tuning fork level switch) đã dần trở thành một thành phần then chốt không thể thiếu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, đóng vai trò ngày càng quan trọng trong quá trình phát hiện mức.
Công tắc mức dạng âm thoa có thể thực hiện các chức năng phát hiện chính trong các tình huống sản xuất công nghiệp và nguyên lý hoạt động độc đáo của nó là sự hỗ trợ cốt lõi. Thiết bị này hoàn thành việc phát hiện mức dựa trên nguyên lý rung cơ học và thông qua hoạt động phối hợp của các thành phần chính khác nhau, nó đạt được một vòng lặp kín toàn bộ quy trình từ truyền tín hiệu đến đầu ra phát hiện.
Các thành phần cốt lõi của công tắc mức dạng âm thoa bao gồm thân âm thoa và một tinh thể áp điện được lắp đặt trên đế âm thoa. Tinh thể áp điện có hai chức năng vừa là "nguồn truyền động" vừa là "phần tử cảm biến":
- Một mặt, là một phần tử truyền động, khi một tín hiệu điện bên ngoài được áp dụng cho tinh thể áp điện, tinh thể sẽ tạo ra biến dạng cơ học đều đặn, từ đó truyền động âm thoa được kết nối chặt chẽ để tạo ra rung động cơ học ở một tần số cụ thể. Phạm vi tần số rung của một âm thoa thông thường là 100Hz-150Hz và các kiểu máy khác nhau tùy theo yêu cầu thiết kế.
- Mặt khác, là một phần tử cảm biến, tinh thể áp điện có thể nắm bắt những thay đổi trong trạng thái rung của âm thoa trong thời gian thực. Thân âm thoa, là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với vật liệu, sự thay đổi trạng thái rung của nó là cơ sở cốt lõi để đánh giá sự hiện diện của vật liệu.
Sau khi thiết bị được khởi động, tinh thể áp điện trước tiên sẽ truyền động âm thoa rung ổn định và tự do ở tần số cộng hưởng của nó, với biên độ tối đa tại thời điểm này. Khi âm thoa tiếp xúc với vật liệu, vật liệu sẽ gây ra sự giảm chấn cho rung động, dẫn đến sự suy giảm đáng kể của biên độ. Sự thay đổi này được tinh thể áp điện nắm bắt trong thời gian thực và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Mạch thông minh bên trong sau đó xử lý và phân tích tín hiệu này và xác định chính xác sự hiện diện của vật liệu bằng cách đánh giá xem biên độ có thấp hơn ngưỡng đặt trước hay không. Cuối cùng, thiết bị xuất ra tín hiệu chuyển đổi (chẳng hạn như tín hiệu rơ le) để điều khiển thiết bị báo động hoặc điều khiển, thực hiện việc phát hiện và điều khiển tự động mức vật liệu.
Với những ưu điểm vượt trội về hiệu suất, công tắc mức dạng âm thoa có khả năng cạnh tranh đáng kể trong lĩnh vực phát hiện mức công nghiệp, cung cấp một giải pháp đáng tin cậy để quản lý vật liệu trong điều kiện làm việc phức tạp.
Thiết bị này có độ nhạy cực cao để phát hiện vật liệu và có thể đạt được việc phát hiện chính xác các vật liệu có mật độ rất thấp. Bằng cách tối ưu hóa thể tích âm thoa và cấu trúc truyền động áp điện, một số kiểu công tắc mức dạng âm thoa tiên tiến có thể phát hiện các vật liệu có mật độ tối thiểu là 0,008g/cm³. Ngay cả đối với các loại bột hoặc vật liệu dạng hạt cực nhẹ, chúng có thể kích hoạt chính xác hành động chuyển đổi để đạt được sự đánh giá chính xác về sự hiện diện của vật liệu. Tính năng này mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của thiết bị và có thể đáp ứng nhu cầu phát hiện các vật liệu đặc biệt trong ngành công nghiệp thực phẩm (chẳng hạn như bột mì nhẹ, bột sữa) và ngành công nghiệp hóa chất (chẳng hạn như nguyên liệu bột có mật độ thấp).
Các địa điểm sản xuất công nghiệp thường có các yếu tố môi trường phức tạp như bụi cao, rung động mạnh và nhiễu điện từ mạnh, trong khi công tắc mức dạng âm thoa có khả năng chống nhiễu tuyệt vời. Phương pháp phát hiện của nó, chuyển đổi tín hiệu rung cơ học thành tín hiệu điện, có thể tránh hiệu quả tác động của môi trường rung và không bị ảnh hưởng bởi các nguồn nhiễu như bụi cao và từ trường mạnh. Ngay cả trong môi trường khắc nghiệt như silo bụi cao trong các nhà máy xi măng và xung quanh các băng tải rung mạnh trong các mỏ, nó vẫn có thể duy trì hoạt động ổn định và đáng tin cậy, đảm bảo độ chính xác và an toàn của việc kiểm soát mức và cung cấp sự hỗ trợ vững chắc cho sự ổn định của quá trình sản xuất.
(III) Độ bền
Thân âm thoa của công tắc mức dạng âm thoa thường được làm bằng thép không gỉ 316L có độ bền cao, có khả năng chống ăn mòn, chống bụi và chịu nhiệt độ cao tuyệt vời. Trong môi trường khắc nghiệt như bồn chứa vật liệu ăn mòn trong ngành công nghiệp hóa chất và xung quanh các lò nung chảy nhiệt độ cao trong ngành luyện kim, nó có thể đảm bảo hoạt động đáng tin cậy lâu dài của thiết bị. Ngoài ra, thiết kế cấu trúc của thiết bị xem xét đầy đủ các nhu cầu ứng dụng thực tế, giúp dễ dàng lắp đặt trong các silo và phễu có hình dạng và kích thước khác nhau, thích ứng với các tình huống công nghiệp đa dạng và có thể chịu được thử thách của môi trường sản xuất công nghiệp lâu dài.
Thiết bị này có những ưu điểm đáng kể trong quá trình bảo trì:
- Nó không yêu cầu quy trình hiệu chuẩn phức tạp và có thể tự động đưa vào vận hành sau khi lắp đặt, giúp rút ngắn hiệu quả chu kỳ lắp đặt và vận hành, đồng thời giảm chi phí nhân công.
- Mạch thông minh có chức năng tự kiểm tra tích hợp, cho phép người dùng xác nhận trạng thái hoạt động của thiết bị thông qua một chương trình phát hiện đơn giản.
- Nếu thiết bị bị trục trặc, nút sự cố có thể được xác định nhanh chóng, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động bảo trì kịp thời, giảm đáng kể chi phí bảo trì và cải thiện hiệu quả sản xuất.
Chất lượng lắp đặt của công tắc mức dạng âm thoa ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định của hoạt động sau đó và các điểm chính sau đây phải được kiểm soát chặt chẽ:
Mặt phẳng của thân âm thoa phải phù hợp với hướng dòng chảy của môi chất để tránh sai số đo. Hướng có thể được đánh giá bằng các điểm đánh dấu tại kết nối quy trình. Ví dụ, nếu điểm đánh dấu hướng lên hoặc xuống, hướng là chính xác; nếu nó hướng sang trái hoặc phải, hướng là sai. Khi lắp đặt ở bên hông, hãy đảm bảo rằng hai thân âm thoa nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang.
Nó nên được lắp đặt cách xa cửa vào vật liệu để tránh va đập trực tiếp. Khi lắp đặt trong thùng chứa quá áp hoặc áp suất thấp, hãy xác nhận rằng vật liệu bịt kín đáp ứng các yêu cầu về nhiệt độ và áp suất. Khi lắp đặt ngoài trời hoặc trong môi trường ẩm ướt, cáp phải được đặt với một đường cong hướng xuống để ngăn ngừa độ ẩm và hướng của đầu đồng hồ có thể được điều chỉnh để làm cho cổng cáp hướng xuống để tăng cường bảo vệ.
Trước khi lắp đặt, hãy xác nhận rằng kiểu máy phù hợp với điều kiện làm việc tại chỗ (áp suất, nhiệt độ, đặc tính môi chất). Các phương pháp lắp đặt thông thường bao gồm lắp đặt theo chiều dọc, chiều ngang hoặc nghiêng xuống:
- Đối với vật liệu có độ bám dính cao, nên lắp đặt theo chiều dọc xuống.
- Đối với vật liệu có chứa cục hoặc hạt, nên lắp đặt theo chiều dọc hoặc nghiêng và nghiêm cấm lắp đặt hướng lên.
Trước khi lắp đặt, nên hiệu chuẩn độ nhạy với một lượng nhỏ mẫu môi chất và chọn lắp đặt trên cùng, thành bên hoặc đường ống theo nhu cầu giám sát thực tế (giám sát mức cao, mức thấp hoặc dòng chảy trống đường ống).
Đối với kết nối quy trình, các phương pháp kết nối mặt bích, ren hoặc kẹp phải được chọn theo điều kiện tại chỗ. Đối với kết nối cáp, các thao tác phải được thực hiện nghiêm ngặt theo hệ thống dây và các yêu cầu về nguồn điện được chỉ định trong hướng dẫn sử dụng sản phẩm. Sau khi kết nối, nắp phải được đóng chặt và đầu vào dây phải được siết chặt. Khi sử dụng trong các khu vực dễ nổ, các hướng dẫn và quy định về thông số kỹ thuật an toàn tương ứng phải được tuân thủ đầy đủ.
Cũng cần đặc biệt chú ý đến sự phù hợp của các đặc tính vật liệu. Đối với vật liệu nhớt, có thể cần chọn một âm thoa được thiết kế đặc biệt để ngăn vật liệu bám dính ảnh hưởng đến độ chính xác phát hiện.
Các tình huống ứng dụng: Phạm vi rộng từ ngành công nghiệp hóa chất đến ngành công nghiệp thực phẩm
Với hiệu suất tuyệt vời, công tắc mức dạng âm thoa đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, trở thành một thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất công nghiệp và cung cấp sự hỗ trợ mạnh mẽ cho hoạt động hiệu quả và ổn định của các ngành công nghiệp khác nhau.
Trong ngành công nghiệp hóa chất, thiết bị này chủ yếu được sử dụng để đo và lưu trữ bột. Ví dụ, nó có thể theo dõi mức của các silo hạt nhựa và phản hồi dữ liệu trong thời gian thực để đảm bảo quá trình diễn ra suôn sẻ. Đồng thời, âm thoa bằng thép không gỉ 316L của nó có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, làm cho nó phù hợp với các bồn chứa chất lỏng ăn mòn như axit clohydric và axit sulfuric, đảm bảo phát hiện mức chất lỏng chính xác và an toàn sản xuất.
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, thiết bị này có thể theo dõi mức của các vật liệu như ngũ cốc và thức ăn chăn nuôi trong thời gian thực và gửi tín hiệu khi đạt đến ngưỡng để tránh tràn hoặc thiếu vật liệu. Đối với các vật liệu có mật độ thấp như bột mì, nó có thể đạt được việc phát hiện chính xác với độ nhạy cao là 0,008g/cm³, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh để đảm bảo an toàn thực phẩm.
Trong toàn bộ quá trình sản xuất xi măng từ lưu trữ nguyên liệu thô đến đóng gói thành phẩm, thiết bị này có thể phát hiện ổn định mức vật liệu trong môi trường bụi cao với khả năng chống nhiễu mạnh. Nó kiểm soát mức vật liệu trong các phễu của dây chuyền đóng gói để đảm bảo chất lượng và hiệu quả đóng gói. Đồng thời, nó phù hợp để giám sát chính xác các vật liệu xây dựng như vôi và thạch cao, giúp cải thiện hiệu quả sản xuất.
Đối mặt với môi trường nhiệt độ cao và ăn mòn cao của ngành luyện kim, thiết bị này có thể phát hiện đáng tin cậy mức của các silo luyện bột và phễu dạng hạt với khả năng chịu nhiệt độ cao của nó, đảm bảo cung cấp vật liệu và quy trình diễn ra suôn sẻ, đồng thời thích ứng với nhu cầu sản xuất phức tạp.
Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, thiết bị này được sử dụng để kiểm soát mức trong quá trình xử lý chất thải rắn để tối ưu hóa quá trình xử lý và cải thiện hiệu quả. Đồng thời, nó theo dõi mức độ bụi trong thời gian thực trong hệ thống kiểm soát bụi, cung cấp các cảnh báo sớm kịp thời và ngăn ngừa ô nhiễm bụi, hỗ trợ công tác bảo vệ môi trường.
Với nguyên lý phát hiện rung độc đáo, công tắc mức dạng âm thoa có những ưu điểm đáng kể như độ nhạy cao, khả năng chống nhiễu mạnh và độ bền. Nó đã trở thành một thiết bị quan trọng để phát hiện mức trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng, luyện kim và bảo vệ môi trường, đảm bảo hiệu quả và sự ổn định của sản xuất công nghiệp một cách hiệu quả.
Đối mặt với tương lai của tự động hóa công nghiệp và sản xuất thông minh, thiết bị này đang phát triển theo hướng thông minh và kết nối mạng. Một mặt, nó sẽ tăng cường tích hợp với Internet of Things công nghiệp, tích hợp các chức năng thông minh như giám sát từ xa và phân tích dữ liệu và cung cấp các giải pháp chính xác hơn. Mặt khác, những tiến bộ trong khoa học vật liệu sẽ tiếp tục cải thiện khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn của nó, từ đó liên tục mở rộng ranh giới ứng dụng của nó.
Khuyến nghị rằng trong các ứng dụng thực tế, nhân viên có liên quan nên hiểu đầy đủ các đặc điểm của thiết bị, tiến hành lựa chọn và sử dụng mô hình chính xác kết hợp với các điều kiện làm việc cụ thể, để tối đa hóa giá trị của nó và cùng nhau thúc đẩy việc cải thiện mức độ tự động hóa công nghiệp.
