超高過(guò)程溫度振棒料位開(kāi)關(guān)是深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司于2019年推向市場(chǎng)的、適用于過(guò)程溫度高達(dá)450℃工況的一款最新振動(dòng)式料位監(jiān)測(cè)裝置。產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)料位監(jiān)測(cè)儀表在超高溫應(yīng)用領(lǐng)域的空白。其投入市場(chǎng)以來(lái)，產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用性能穩(wěn)定，安全可靠，得到了業(yè)界專家和廣大用戶的廣泛好評(píng)和高度認(rèn)可。
? ?機(jī)械振動(dòng)式料位監(jiān)測(cè)控制裝置一般采用振動(dòng)式的檢測(cè)方法，其原理是基于懸臂梁的振動(dòng)理論，采用圓棒或音叉作為振動(dòng)探頭，利用壓電器件實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)，是一種高精密、高靈敏度的料位測(cè)量?jī)x表。其中的核心器件-壓電陶瓷，對(duì)溫度的變化非常敏感，隨著溫度的升高，其壓電性能就會(huì)逐漸減弱，當(dāng)達(dá)到或超過(guò)居里溫度后，會(huì)導(dǎo)致其壓電特性消失，即所謂的退極化，造成料位報(bào)警控制裝置無(wú)法正常工作。
? ?超高過(guò)程溫度振棒料位開(kāi)關(guān)投放市場(chǎng)之前，該類(lèi)產(chǎn)品的過(guò)程溫度最高只有250℃。
? ?深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司的研發(fā)工程師利用熱交換降溫原理，在結(jié)構(gòu)增加氣冷或水冷循環(huán)裝置，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和不斷完善，使計(jì)為T(mén)ube-11振棒料位開(kāi)關(guān)適應(yīng)的過(guò)程溫度提高到450℃，在高達(dá)450℃過(guò)程溫度工況下仍然能夠可靠工作，突破了現(xiàn)有機(jī)械振動(dòng)式振棒料位開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期以來(lái)過(guò)程溫度只有250℃的限制。

計(jì)為T(mén)ube-11超高溫振棒料位開(kāi)關(guān)

計(jì)為工程師對(duì)Tube-11振棒料位開(kāi)關(guān)振動(dòng)探頭的機(jī)械振動(dòng)及振動(dòng)傳導(dǎo)部件特別是振動(dòng)介膜進(jìn)行了重新選材和設(shè)計(jì)。對(duì)材料的溫度、金相特性，特別是高溫下的機(jī)械振動(dòng)特性以及壓電陶瓷的高溫性能等方面進(jìn)行了充分研究，對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有壓電陶瓷產(chǎn)品依據(jù)溫度特性進(jìn)行嚴(yán)格篩選。在結(jié)構(gòu)上，充分利用溫度傳導(dǎo)和熱能擴(kuò)散技術(shù)，在保證壓電陶瓷這一關(guān)鍵組件能高效率散熱的前提下，將整個(gè)裝置設(shè)計(jì)得非常緊湊，外形尺寸達(dá)到了最小化。研發(fā)人員從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了創(chuàng)新而獨(dú)特的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)冷卻介質(zhì)的進(jìn)、出方式的合理設(shè)置和對(duì)冷卻介質(zhì)流量的控制。

計(jì)為超高溫振棒料位開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖

如圖所示，在原有過(guò)程溫度250°C的產(chǎn)品的外管壁上，外加一個(gè)保護(hù)管、密封管座(在保護(hù)管與振動(dòng)體之間)以及法蘭，由此構(gòu)成一個(gè)密閉的空腔，在法蘭上設(shè)有冷卻介質(zhì)進(jìn)入口（如進(jìn)氣口）和排出接口（如排氣口），冷卻介質(zhì)進(jìn)入口內(nèi)連一個(gè)銅質(zhì)細(xì)軟管直抵探頭振動(dòng)介膜的密封管座，由此將常溫或低溫的介質(zhì)（氣體或水）直接吹灑在承載壓電陶瓷組件的振動(dòng)介膜外圍的密封管座上，使得壓電陶瓷片周?chē)臒崃肯蚶鋮s介質(zhì)快速擴(kuò)散，吸熱后的冷卻介質(zhì)經(jīng)過(guò)密閉腔體經(jīng)由排出口處排出，從而保證了在高達(dá)450℃的過(guò)程溫度環(huán)境中，壓電陶瓷的溫度仍然保持在250℃以下，使得產(chǎn)品能夠在特高溫的過(guò)程溫度中穩(wěn)定、可靠地工作。冷卻介質(zhì)加熱后會(huì)快速膨脹，排出口孔徑要大于進(jìn)氣孔的直徑。冷卻介質(zhì)的進(jìn)、排口接頭采用的是通用標(biāo)準(zhǔn)件，非常方便安裝，冷卻介質(zhì)傳輸管推薦使用市場(chǎng)上常見(jiàn)的6×4規(guī)格的PU軟管。
? ?為了保證產(chǎn)品的各項(xiàng)性能以及可靠性和安全性達(dá)到設(shè)計(jì)要求，深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司工程師對(duì)研發(fā)過(guò)程中對(duì)樣品及工藝(材料、組件、焊接等)進(jìn)行了反復(fù)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母鞣N試驗(yàn)和測(cè)試，獲得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在壓電陶瓷的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)、電路控制、單片機(jī)開(kāi)發(fā)、溫度監(jiān)控、報(bào)警以及焊接和高溫防腐技術(shù)工藝等方面，都進(jìn)行對(duì)應(yīng)的優(yōu)化和加強(qiáng)，確保了設(shè)備的可靠性和安全性。

在高達(dá)450℃的過(guò)程溫度環(huán)境中，對(duì)溫度最敏感的器件-壓電陶瓷的溫度監(jiān)測(cè)試驗(yàn)至關(guān)重要。按照設(shè)計(jì)要求，在恒定的450℃的過(guò)程溫度環(huán)境中，壓電陶瓷片的溫度不能超過(guò)250℃。為此，研發(fā)人員將帶有數(shù)顯的溫感探頭貼緊固定在壓電陶瓷組件上，按照實(shí)際工況的安裝方式將振動(dòng)棒的法蘭至探頭部分全部放置在密閉的高溫烤箱中，實(shí)驗(yàn)中烤箱恒溫溫度值分別設(shè)定為300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃六個(gè)梯度。每個(gè)溫度梯度中分別使用模型機(jī)和樣品機(jī)，冷卻介質(zhì)分別采用氣冷和水冷的方式，四種組合分別做72小時(shí)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。例如，在450℃的梯度實(shí)驗(yàn)中，先使用模型機(jī)，當(dāng)烤箱和模型機(jī)中的壓電陶瓷片的溫度恒溫到450℃時(shí)，開(kāi)始緩慢輸入冷卻介質(zhì)(常溫下的空壓氣或自來(lái)水)同時(shí)緩慢調(diào)節(jié)其流量，直到安裝壓電陶瓷片組件的位置的溫度下降至250℃時(shí)，此時(shí)記錄冷卻介質(zhì)輸入流量并慢慢調(diào)節(jié)流量值，使壓電陶瓷片組件的位置的溫度恒定在250℃，這個(gè)流量值就是對(duì)應(yīng)450℃過(guò)程溫度的最小冷卻介質(zhì)流量輸入值。并再次恒定250℃上繼續(xù)不間斷72小時(shí)的觀察試驗(yàn)并作記錄，包括壓電陶瓷片的溫度波動(dòng)數(shù)據(jù)記錄。
? ?根據(jù)模型機(jī)試驗(yàn)得到的不同過(guò)程溫度梯度所對(duì)應(yīng)的最小冷媒流量值，再使用樣品機(jī)進(jìn)行連續(xù)72小時(shí)的觀察試驗(yàn)并做記錄。這樣交替反復(fù)，得到不同過(guò)程溫度梯度下的最小冷媒輸入流量值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
? ?該產(chǎn)品設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠，方便安裝，并且兼顧液體和氣體作為冷卻介質(zhì)的散熱方式。普通的氣泵(≧0.8Mpa)和民用供水方式即可滿足散熱要求，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)冷卻介質(zhì)資源進(jìn)行選擇。
? ?深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司長(zhǎng)期以來(lái)一直專注于振動(dòng)式料位控制裝置的研發(fā)和制造，產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，完全可媲美進(jìn)口的產(chǎn)品。這款“超高過(guò)程溫度振棒料位開(kāi)關(guān)”產(chǎn)品更是填補(bǔ)了振動(dòng)式料位開(kāi)關(guān)在超高過(guò)程溫度應(yīng)用領(lǐng)域的空白，達(dá)到全球領(lǐng)先水平。

審核編輯：符乾江