音叉式物位開關工作原理根據(jù)物料對振動中的音叉有無阻力,探知料位是否到達或超過某高度,并發(fā)出通斷信號,這種原理不需要大幅度的機械運動,驅動功率小,不必校準,可快速低成本啟動。機械結構簡單,無機械運動部件,無維修、無磨損,運行壽命長,靈敏而可靠。
傳感器的音叉由彈性良好的金屬制成,材料一般使用不銹鋼,金屬本身具有確定的固有頻率,如外加交變力的頻率與其固有頻率一致,則叉體處于共振狀態(tài),由于周圍空氣對振動的阻力微波,金屬內(nèi)部的能量損耗又很少,所以只需微小的驅動功率就能維持較強的振動。
傳感器的音叉以固有的頻率振動,當音叉觸及液體或其他物料時,其固有的振動頻率降低,能量消耗在物料顆粒間的摩擦上,迫使振幅急劇衰減而停振,頻率的編號激活液位開關,產(chǎn)生通斷信號。
音叉式物位開關傳感器為了給音叉提供交變的驅動力,利用放大電路對壓電元件施加交變電場,靠逆壓電效應,產(chǎn)生機械力作用在叉體上。用一組壓電元件的正壓電效應檢測震動,它把振動力轉變?yōu)槲⑷醯慕蛔冸娦盘?。再由電子放大器和移相電路,把減振元件的信號放大,經(jīng)過移相,施加到驅動元件上去,構成閉環(huán)振蕩器。
在這個閉環(huán)中,即有機械也有電能,叉體是其中的一個關節(jié),尚若受到物料阻力難以振動,正反饋的幅值和相位都將明顯地改變,破壞了振蕩條件,就會停振。只要在放大電路的輸出端接以適當?shù)钠骷?,不難得到開關信號。