生產(chǎn)現(xiàn)場中做液位報(bào)警、泵保護(hù)和聯(lián)鎖，常會(huì)碰到音叉液位開關(guān)?？磪?shù)表的時(shí)候，有些型號(hào)會(huì)標(biāo)接近1200Hz的振頻。

音叉液位開關(guān)測量原理很簡單，叉體通電以后一直保持振動(dòng)，液體碰到叉體以后，叉體受到的阻力變大，振動(dòng)狀態(tài)跟著發(fā)生變化，電路檢測到這個(gè)變化以后，再輸出開關(guān)量信號(hào)。

所以這類儀表能不能用得穩(wěn)，主要看叉體振得穩(wěn)不穩(wěn)、介質(zhì)碰上以后變化夠不夠明顯，以及現(xiàn)場的機(jī)械振動(dòng)、掛料、溫度變化會(huì)不會(huì)影響判斷。1200Hz左右，就是音叉在這些因素之間選出來的一個(gè)工作頻率。

為什么會(huì)用到接近1200Hz的振頻？

現(xiàn)場儀表很少是在安安靜靜的環(huán)境里工作。

儲(chǔ)罐邊上常常有攪拌器，管線上有泵，裝置區(qū)還有電機(jī)、壓縮機(jī)，設(shè)備一開起來，管道和罐體多少都會(huì)帶點(diǎn)振動(dòng)。音叉裝在這些設(shè)備上，外面的機(jī)械振動(dòng)同樣會(huì)傳到叉體。

常見設(shè)備振動(dòng)多數(shù)集中在相對低的頻率范圍，音叉把自己的工作頻率做到1200Hz左右以后，和現(xiàn)場很多機(jī)械振動(dòng)拉開了距離，控制電路識(shí)別自己的振動(dòng)信號(hào)會(huì)輕松一些。

這點(diǎn)在泵出口管線、帶攪拌的罐體以及振動(dòng)比較明顯的設(shè)備上更容易看出來。現(xiàn)場機(jī)械振動(dòng)一多，液位開關(guān)要是自己的振動(dòng)特征做得太接近外部干擾，信號(hào)就容易跟著亂；工作頻率拉開以后，儀表判斷液位會(huì)穩(wěn)很多。

1200Hz振頻的優(yōu)勢

音叉液位開關(guān)靠的是振動(dòng)變化。

叉體在空氣里振動(dòng)時(shí)阻力小，液體升上來以后，液體會(huì)拖住叉體，振幅、相位或者振動(dòng)頻率都會(huì)出現(xiàn)變化，具體檢測哪個(gè)量，要看廠家的電路設(shè)計(jì)。

1200Hz的叉體每秒振動(dòng)約1200次，介質(zhì)一接觸叉體，電路在短時(shí)間內(nèi)就能連續(xù)采集到多次振動(dòng)變化，對高液位報(bào)警、低液位報(bào)警、泵空轉(zhuǎn)保護(hù)這些場合來說，響應(yīng)速度基本都夠用。

現(xiàn)場用這種開關(guān)，無需追求更快動(dòng)作。比如罐子里液位正常上漲，從叉體剛碰到液體，到繼電器動(dòng)作差個(gè)幾十毫秒，工藝上感受很小，反倒是信號(hào)穩(wěn)、少誤動(dòng)作更加省事。

所以有些廠家還會(huì)在程序里加一點(diǎn)確認(rèn)時(shí)間，連續(xù)檢測到介質(zhì)以后再輸出信號(hào)，這樣液面晃動(dòng)、飛濺或者短時(shí)間掛液，對開關(guān)動(dòng)作的影響會(huì)小一些。

輕質(zhì)油、溶劑的對叉體設(shè)計(jì)要求高

水類介質(zhì)比較好測，因?yàn)椴骟w一碰到水時(shí)，振動(dòng)狀態(tài)會(huì)變化很明顯。

柴油、煤油、溶劑以及一些密度比較低的液體，對叉體產(chǎn)生的阻尼變化會(huì)小一些，這時(shí)候叉體尺寸、振動(dòng)頻率、驅(qū)動(dòng)能力以及檢測電路的靈敏度都要配合好。

1200Hz只是其中一個(gè)參數(shù)。

同樣標(biāo)1200Hz的兩只音叉，叉齒長度、厚度、材質(zhì)和驅(qū)動(dòng)方式有差別，實(shí)際能測到的介質(zhì)密度也會(huì)有差別，所以現(xiàn)場選型時(shí)只盯著頻率意義有限，還得看廠家給出的允許介質(zhì)密度、黏度和工作溫度。

遇到輕質(zhì)油品，參數(shù)表里的“低介質(zhì)密度”比高振頻更有用。

頻率不是越高越好

音叉工作頻率和叉體尺寸、厚度、材料、加工精度都有關(guān)系。

頻率做得越高，叉體通常要相應(yīng)調(diào)整得更短、更硬或者更輕，對加工一致性和裝配要求也會(huì)跟著提高。叉體焊接、表面處理、壓電陶瓷安裝這些地方稍有差異，諧振點(diǎn)就可能發(fā)生變化。

現(xiàn)場溫度也一直在變。

冬天和夏天、冷罐和熱罐，金屬材料的彈性和尺寸都會(huì)有一點(diǎn)變化，壓電元件的特性同樣會(huì)跟著溫度變化，所以工業(yè)音叉一般都會(huì)留出合適的工作余量，再通過驅(qū)動(dòng)和檢測電路把振動(dòng)控制在穩(wěn)定范圍內(nèi)。

1200Hz更適合看成某一類叉體結(jié)構(gòu)選出來的工作點(diǎn)。市場上的音叉液位開關(guān)還有幾百Hz、接近1kHz以及其他頻率設(shè)計(jì)，各家的叉體結(jié)構(gòu)和檢測方式不同，單靠一個(gè)頻率數(shù)字很難判斷產(chǎn)品水平。

如何判斷音叉好不好用？

干儀表維護(hù)的時(shí)候，振頻一般只是參數(shù)表里的一項(xiàng)，現(xiàn)場更關(guān)心的是裝上以后能不能長期穩(wěn)定動(dòng)作。

比如叉體根部的結(jié)構(gòu)做得怎么樣，介質(zhì)容易掛料的場合能不能正常脫料，316L材質(zhì)能不能扛住現(xiàn)場介質(zhì)，過程溫度高的時(shí)候電子部分穩(wěn)不穩(wěn)，管道有振動(dòng)的時(shí)候會(huì)不會(huì)亂報(bào)警，這些都和實(shí)際使用關(guān)系很大。

安裝方式也很關(guān)鍵。

側(cè)裝時(shí)要考慮叉齒方向和流體沖擊，頂裝時(shí)要考慮插入深度，黏稠介質(zhì)還要著重檢查叉體周圍有沒有容易積料的死角。當(dāng)現(xiàn)場有些音叉動(dòng)作異常，但拆下來檢查儀表是好的，問題常常出在安裝位置、掛料或者工藝沖擊上。

還有一種比較常見的情況，就是設(shè)備檢修以后音叉重新安裝，法蘭方向、插入深度或者叉齒朝向發(fā)生變化，開車以后動(dòng)作狀態(tài)和原來有差別。所以換表或者復(fù)裝時(shí)，把原來的安裝位置和方向留個(gè)記錄，后面排故會(huì)省很多時(shí)間。

1200Hz說明什么？

從現(xiàn)場使用角度看，1200Hz說明這只音叉的機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路圍繞這個(gè)頻率進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

這個(gè)頻率可以讓叉體保持比較穩(wěn)定的振動(dòng)，同時(shí)讓介質(zhì)接觸前后的振動(dòng)變化容易被電路識(shí)別，還能和現(xiàn)場很多低頻機(jī)械振動(dòng)拉開一定距離。

很多進(jìn)口音叉液位開關(guān)也是以這個(gè)頻率為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但至于一只音叉液位開關(guān)到底好不好用，還得放到具體工況里看。

介質(zhì)密度夠不夠、黏度多大、有沒有掛料、溫度多高、安裝位置振動(dòng)大不大，這些條件和叉體結(jié)構(gòu)、電路處理配合起來，才決定這只表到了現(xiàn)場以后是一直安穩(wěn)運(yùn)行，還是隔三差五需要儀表工過去處理。