音叉液位开关原理

音叉开关防止泵空转原理最近在研究音叉开关防止泵空转的原理，发现了一些有趣的事儿，今天就来和大家聊聊这个原理。

咱们先说说泵空转这事儿，你有没有遇到过这种情况，就像家里停水了，但洗衣机不知道啊，还在那转，结果就是干转，不仅耗能，还容易把洗衣机弄坏。

泵要是空转起来也差不多，会磨损内部零件，大大缩短使用寿命，还浪费能源呢。

那音叉开关怎么来防止这种情况呢？这就要说到音叉开关的工作原理啦。

音叉开关啊，就好比是一个超级灵敏的小卫士。

音叉嘛，你可以把它想象成两根小细棍，就像咱们吃饭用的筷子那样，但形状可能会更规整些。

音叉有自己的固有频率，当它在正常工作的时候，周围的介质（比如说液体或者固体，对于泵来说，这个介质通常就是要被泵送的液体）会对它的振动产生影响，就像给正在唱歌的人伴奏似的。

打个比方，如果音叉是一个风铃，周围的空气就像是它的伴奏者。

当有风吹过（对应这里的介质存在时），风铃的声音会受到影响而发生改变。

音叉也是这个道理。

当有液体存在，音叉周围的环境被改变，它的振动频率或者振幅之类的就会变得不太一样。

而当泵在正常工作，管道里充满液体的时候，音叉的状态是一种情况；一旦液体快没了，要空转了，音叉感受到周围介质的变化，就好像评委突然发现唱歌的人跑调了一样。

这个时候，音叉开关就会检测到这种变化，把信号传给泵的控制系统，就像告诉泵说：“别转啦，没水（液体）啦！”，然后泵就停止工作，从而防止了空转。

不过说实话，我一开始也不明白，为啥一个小小的音叉开关能这么神奇。

我刚开始就想，就这么个东西，它真的能这么灵敏地检测吗？后来我了解到一些物理知识。

音叉的振动是基于物理学中的振动原理的，当介质存在时，物质之间的相互作用会改变音叉的振动模态。

实际应用的案例也很多呢。

像在化工行业输送各种液体的时候，如果泵里的液体量不足，音叉开关就能及时检测，避免泵的空转造成危险，因为很多化工液体是易燃易爆的，空转产生的摩擦热可能引发危险。

还有在工厂的水循环系统中，这个也非常实用。

1 测量原理1.1VEGASWING测量原理VEGASWING是音叉式的位式测量仪表，用于检测液体介质。

振动元件（音叉）在压电陶瓷的驱动下，以一定的机械谐振频率振动。

压电陶瓷被机械固定因此不受温度骤变的限制。

一旦振动元件接触到被测介质，振动频率即会改变。

一体式的电子部件检测这个振动频率的变化，并转换成开关命令。

典型的应用是溢出保护和防止空转。

由于这种仪表的结构简单且牢固耐用，测量几乎不受被测介质的物理和化学特性的影响。

即使外部振动很强或被测介质更换，测量也不会受到影响。

故障监控VEGASWING的电子部件可以连续监控以下指标：∙音叉被强腐蚀和损坏∙没有振动∙连接压电陶瓷的导线断路如果检测到这些故障中的一个或电源断路，电子部件会保持在一个特定的开关状态上，比如：输出晶体管闭锁（安全状态）。

功能检验循环的功能检验用于检验仪表的安全功能，以便发现那些不易发现的危故障。

测量系统的功能必须以一定的，合适的时间间隔被检验。

可以通过两种途径进行功能检验：带两线电子部件的VEGASWING61，63连接信号处理仪表VEGATOR：∙ VEGATOR上面的检验键带两线电子部件的VEGASWING61、63连接VEGALOG或PLC：∙短时间地中断与PLC的连线VEGASWING51一种小型的音叉式位式测量仪表，音叉长度只有40mm。

尺寸小、一体式钢外壳，电子部件可以有晶体管输出和无触点开关。

VEGASWING61、63VEGASWING60系列属于VEGA的plics®系列，包括标准型和延长管型。

由于可以提供不同的过程连接、外壳和电子部件，VEGASWING60系列可以用于各种以被抛光并用于食品等行业。

VEGASWING传感器不受介质特性的影响，不需要调试。

过程温度可达250°C，压力可达64bar。

可以检测所有0.5…2.5g/cm3的液体。

如果用于溢出保护和防止空转，根据IEC61508和61511，通过SIL2认证，冗余型通过SIL3认证。

☆产品简介：音叉式物位开关是一种新型的物位开关。

仪表由一个发讯叉体和放大器部分组成，在叉体根部压紧两组压电晶体，一组作为驱动器，驱动叉体产生振动，另一组作为检测器，用以将叉股转换成电压信号。

当叉股受阻时，振动器振幅变小，振动频率改变，继电器输出开关信号。

从而实现物位限位测量。

传感器材质为316不锈钢，可抗轻度腐蚀，用于限位控制器和高/低位报警。

☆工作原理：音叉式物位开关工作原理根据物料对振动中的音叉有无阻力，探知料位是否到达或超过某高度，并发出通断信号。

传感器的音叉以固有的频率振动，当音叉触及液体或其他物料时，其固有的振动频率降低，能量消耗在物料颗粒间的摩擦上，迫使振幅急剧衰减而停振，频率的变化激活液位开关，产生通断信号。

☆典型应用：●自来水、矿泉水●流动性好的固体粉料●可产生气体的液体●纸浆、胶水、染料●柴油等危险场所●废水、泥浆、酸碱溶液●啤酒、啤酒发酵剂、饮料一、拆箱小心的打开包装箱并除去包装箱内的填充物，仔细核对装箱单上的每项条款，包括仪表型号、安装附件、说明书等，若发现有缺货，与装箱单不符或破损现象，请立即与我公司联系。

二、查看说明书该说明书包括仪表的技术参数、安装及调试规范，请仔细阅读说明书中的每一项内容，如对说明书中的内容有不明白的地方，可以打电话或传真的方式与我公司联系。

三、技术参数●供电：24VDC（标准）；220V AC（可选）●环境温度：-20℃～70℃●输出方式：SPDT继电器（单刀双掷）●介质温度：-40℃～150℃●工作压力：小于2MPa ●介质密度：最低0.6g/cm3●回差设置：约3mm ●功耗：0.5W●高低位报警：现场可设置为高位或地位报警●电气接口：M20*1.5●过程连接：NPT 1”螺纹安装（标准螺纹）法兰安装（可选）●外壳防护：IP66四、产品特点●适应性强：被测液体不同的电参数、密度对测量均不产生影响。

结垢、搅动、湍流、气泡、振动、中等粘度、高温、高压等恶劣条件对检测也无影响。

2120全能型振动音叉液位开关｜测量原理及安装一、测量原理罗斯蒙特 2120 液位开关（简称“液位开关”）基于短音叉振动技术，适合几乎所有液体应用， 2120 采用音叉的工作原理设计。

使用压电晶体以音叉的固有频率对音叉进行振动。

对于这种频率的变化，可进行连续监控。

振动音叉传感器的频率根据浸入的介质而变化。

液体密度越高则频率越低。

当用于低液位报警用途时，容器或导波管内的液体向下排放流经音叉，引起固有频率的变化，这一变化被电子元件检测，从而切换输出状态。

当 2120 用于高液位报警用途时，容器 / 导波管内的液体上升并与音叉接触，又可切换输出状态。

液位开关配有“心跳式”LED，用于指示其工作状态。

当开关的输出为“OFF （关）”时， LED 闪烁，当输出为“ON （开）”时， LED 恒亮。

二、安装准备工作该液位开关可提供本安或防爆 / 防火型。

还可提供适用于普通场所的液位开关型（针对未分类的安全区域）和卫生型。

带重型法兰和延长型音叉的罗斯蒙特 2120 液位开关（简称“液位开关”）的重量可能超过 18 kg (37 lb)。

搬运、吊装和安装液位开关前需要进行风险评估。

对罗斯蒙特 2120 应轻拿轻放，请采用正确姿势。

如下图：环镜考虑因素：此液位开关设计为在开放式或封闭式储罐以及管道上安装。

它不受天气影响，能够防尘，但必须防止其受到水淹。

确保在储罐或管道外有足够的空间。

需要 30 mm (1.2 in.) 空隙，以便拆卸护盖。

务必安装金属外壳盖，使金属与金属接触，或塑料与塑料接触，从而确保正确密封。

应使用罗斯蒙特 O 形圈。

必须按照国家和当地电气规范将外壳接地。

最有效的接地方法是直接接地来获得最小阻抗。

对于带有 NPT 导管入口的金属外壳，应使用音叉的地线。

三、安装建议*避免安装在储罐进液口附近。

*避免音叉溅上大量液体。

应增加延时以减少意外开关情况。

*避免安装在热源附近。

*确保音叉不与罐壁 / 管壁或配件接触。

音叉开关工作原理
音叉开关（SoundForkSwitch）是一种由音叉和磁性结构组成，用于检测声波和机械运动，并转换为可检测的电开关信号的传感器。

相比传统的机械开关，音叉开关具有更高的精度和可靠性，广泛应用于工业控制设备的控制逻辑中。

音叉开关的主要结构由音叉和磁性结构组成。

音叉由两个弯折的钢片构成，中间有一个小滑轮，周围覆盖着一层绝缘材料，当声波和机械运动（如冲击或振动）作用于它时，这两个钢片会产生变形并相对移动，从而滑轮移动到磁性结构处。

磁性结构由一个磁铁和一个可移动的磁体组成，当滑轮接触到磁体时，磁体会发生位移，闭合或打开触点，从而引起电路的变化，从而产生可检测的信号。

音叉开关具有良好的防护性能，可以有效抵抗尘埃、湿气和其他污垢的影响，因而可以在恶劣的环境条件下正常工作。

同时，音叉开关可以灵敏地检测声音、振动或机械运动，使用范围更加广泛，灵敏度高，可靠性强，能够满足工业自动化的需求，成为控制设备的有效设备。

然而，由于音叉开关的频率范围也有限，因此在使用时应注意频率的选择问题。

此外，音叉开关具有噪声抑制功能，可以有效抑制噪声影响，从而减少因噪声而产生的误报，有效提高工作效率。

同时，音叉开关还具有寿命长、安装简单、体积小等优点，从而保证系统的可靠性和稳定性，使能系统应用于更广泛的领域。

综上所述，音叉开关是一种通过声音或机械运动转换为电开关信
号的传感器。

它具有灵敏度高、可靠性强、抗噪能力强、安装简单、体积小等优点，可以有效地实现系统的控制，成为工业自动化的有效设备。

1 测量原理1.1VEGASWING测量原理VEGASWING是音叉式的位式测量仪表，用于检测液体介质。

振动元件（音叉）在压电陶瓷的驱动下，以一定的机械谐振频率振动。

压电陶瓷被机械固定因此不受温度骤变的限制。

一旦振动元件接触到被测介质，振动频率即会改变。

一体式的电子部件检测这个振动频率的变化，并转换成开关命令。

典型的应用是溢出保护和防止空转。

由于这种仪表的结构简单且牢固耐用，测量几乎不受被测介质的物理和化学特性的影响。

即使外部振动很强或被测介质更换，测量也不会受到影响。

故障监控VEGASWING的电子部件可以连续监控以下指标：∙音叉被强腐蚀和损坏∙没有振动∙连接压电陶瓷的导线断路如果检测到这些故障中的一个或电源断路，电子部件会保持在一个特定的开关状态上，比如：输出晶体管闭锁（安全状态）。

功能检验循环的功能检验用于检验仪表的安全功能，以便发现那些不易发现的危故障。

测量系统的功能必须以一定的，合适的时间间隔被检验。

可以通过两种途径进行功能检验：带两线电子部件的VEGASWING61，63连接信号处理仪表VEGATOR：∙ VEGATOR上面的检验键带两线电子部件的VEGASWING61、63连接VEGALOG或PLC：∙短时间地中断与PLC的连线VEGASWING51一种小型的音叉式位式测量仪表，音叉长度只有40mm。

尺寸小、一体式钢外壳，电子部件可以有晶体管输出和无触点开关。

VEGASWING61、63VEGASWING60系列属于VEGA的plics®系列，包括标准型和延长管型。

由于可以提供不同的过程连接、外壳和电子部件，VEGASWING60系列可以用于各种以被抛光并用于食品等行业。

VEGASWING传感器不受介质特性的影响，不需要调试。

过程温度可达250°C，压力可达64bar。

可以检测所有0.5…2.5g/cm3的液体。

如果用于溢出保护和防止空转，根据IEC61508和61511，通过SIL2认证，冗余型通过SIL3认证。

音叉料位计的工作原理音叉料位计是一种利用振动原理测量物料液位的设备，主要应用于感应式物料液位变送器、防堵料位检测仪、反向灌料检测仪、粉、料、液体料位控制仪等。

其测量范围较广，可适用于各种状况下的物料液位测量。

工作原理音叉料位计的工作原理是基于振动原理，由振动电路、控制电路和指示电路组成。

它有两根振动的程序，其中一根振动器发生声波，通过物料的传导使另一根振动器诞生共振状态并产生电信号响应，再由控制电路进行处理，最终通过指示电路将液位数据反馈至操作者。

具体来说，音叉料位计是由金属片制成的两个弯曲振动器，其长度大致为50mm，厚度约为2mm。

其中一根振动片作为发射装置，另一根振动片则作为接收装置。

通过电子电路的控制，音叉振动片在30KHz~ 50 KHz频率的声波振动范围内工作，其工作频率将使音叉发出声波。

当声波通过物料进行传播时，由于物料的阻尼作用，振幅会发生改变，并产生共振现象，即使在无流动状态下，谐振频率也会发生变化。

接收装置会感知到共振现象，将其传递给电路进行处理，经数据分析计算，得到物料液位的数据并在指示面板上显示。

应用范围音叉料位计是一种多功能的液位测量设备，可广泛应用于石化、建材、化工、水处理、环保等行业的液位测量领域。

具有防止挥发、抗压、抗酸碱、高温等特点，可安装于密闭式或开放式容器内。

在测量干粉、颗粒料或粘稠物料液位时，使用音叉料位计能够避免流量的影响，精度高、稳定性好，使用寿命长等优点。

总之，音叉料位计是一种基于振动测量原理的高精度、高稳定性的物料液位测量设备。

它广泛应用于各种液体、干粉和颗粒物料的液位测量和监控，不仅可以满足不同行业的物料液位测量需求，而且具有高度的智能化和信息化水平，能够提高生产效率和质量。