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深圳計為自動化技術有限公司
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450℃超高溫振棒料位開關的氣冷設計和實驗介紹
2020-08-25
機械振動式料位監測控制裝置一般采用振動式的檢測方法，其原理是基于懸臂梁的振動理論，采用圓棒或音叉作為振動探頭，利用壓電器件實現振動的驅動與檢測，是一種高精密、高靈敏度的料位測量儀表。其中的核心器件——壓電陶瓷，對溫度的變化非常敏感。隨著溫度的升高，其壓電性能就會逐漸減弱，當達到或超過居里溫度后，會導致其壓電特性消失，即所謂的退極化，造成料位報警控制裝置無法正常工作。
超高溫振棒料位開關投放市場之前，該類產品的過程溫度最高只有250℃。深圳計為自動化技術有限公司的研發工程師利用熱交換降溫原理，在結構增加氣冷或水冷循環裝置，經過反復試驗和不斷完善，突破了現有機械振動式振動棒料位開關長期以來過程溫度只有250℃的限制，使計為Tube-11振棒料位開關適應在高達450℃過程溫度工況下仍然能夠可靠工作。
計為工程師對Tube-11振棒料位開關振動探頭的機械振動及振動傳導部件特別是振動介膜進行了重新選材和設計。對材料的溫度、金相特性，特別是高溫下的機械振動特性以及壓電陶瓷的高溫性能等方面進行了充分研究，對市場現有壓電陶瓷產品依據溫度特性進行嚴格篩選。在結構上，充分利用溫度傳導和熱能擴散技術，在保證壓電陶瓷這一關鍵組件高效率散熱的前提下，將整個裝置設計得更加緊湊。研發人員從結構上進行了創新而獨特的設計，實現冷卻介質的進、出方式的合理設置和對冷卻介質流量的控制。
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為了保證產品的各項性能指標以及可靠性和安全性達到設計要求，深圳計為自動化技術有限公司工程師在研發過程中對樣品及工藝(材料、組件、焊接等)進行了反復、嚴謹的各種試驗和測試，獲得了大量的實驗數據。在壓電陶瓷的驅動和檢測、電路控制、單片機開發、溫度監控、報警以及焊接和高溫防腐技術工藝等方面，都進行對應的優化和加強，確保了設備的可靠性和安全性。
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根據模型機試驗得到的不同過程溫度梯度所對應的最小冷媒流量值，再使用樣品機進行連續72小時的觀察試驗并做記錄。這樣交替反復，得到不同過程溫度梯度下的最小冷媒輸入流量值的試驗數據。該產品設計巧妙、結構緊湊、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，方便用戶根據現場冷卻介質資源進行選擇。
計為自動化長期以來一直專注于振動式料位控制裝置的研發和制造，產品質量和可靠性處于國內領先，完全可媲美進口的產品。這款“超高溫振棒料位開關”產品更是填補了振動式料位開關在超高過程溫度應用領域的空白，達到全球領先水平。
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