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振棒料位開(kāi)關(guān)用于磷酸鐵鋰的料位測(cè)量
磷酸鐵鋰作為鋰離子電池的重要原材料，在新能源行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。大型磷酸鐵鋰料倉(cāng)的料位，尤其是極限料位是保證生產(chǎn)安全性的重要參數(shù)，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響生產(chǎn)的連續(xù)性。一般通過(guò)在料倉(cāng)的低料位處安裝一臺(tái)料位開(kāi)關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)料倉(cāng)低料位的監(jiān)測(cè)。
但由于磷酸鐵鋰具有很強(qiáng)的吸水性，在空氣中會(huì)逐漸吸收水分，因此磷酸鐵鋰物料常表現(xiàn)出如下物理特性：
1．較強(qiáng)的吸附性能；
2．容易結(jié)塊；
3．介電常數(shù)處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，不穩(wěn)定。
磷酸鐵鋰的上述特性，給磷酸鐵鋰的料位測(cè)量和料位開(kāi)關(guān)的選型帶來(lái)了困難。
二、各種料位開(kāi)關(guān)的優(yōu)劣勢(shì)比較
目前，在料位測(cè)量方面，比較常用的料位開(kāi)關(guān)種類有阻旋料位開(kāi)關(guān)、阻移料位開(kāi)關(guān)、電容式料位開(kāi)關(guān)、射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān)、振棒料位開(kāi)關(guān)和音叉料位開(kāi)關(guān)等。
1．阻旋式料位開(kāi)關(guān)是利用物料阻擋其測(cè)量葉片正常轉(zhuǎn)動(dòng)從而輸出報(bào)警信號(hào)，是一種機(jī)械式料位開(kāi)關(guān)。由于自身的機(jī)械密封不強(qiáng)，導(dǎo)致磷酸鐵鋰這種吸水的物料極易進(jìn)入軸末端的軸承和油封間隙處，從而出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸卡死的情況。另外，電機(jī)散熱不好導(dǎo)致電機(jī)燒壞也是其常見(jiàn)問(wèn)題。
2．阻移式料位開(kāi)關(guān)是在阻旋式料位開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其采用的是擺動(dòng)而非360°旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這在一定程度上降低了內(nèi)轉(zhuǎn)軸的卡死幾率，但產(chǎn)品的使用周期不長(zhǎng)。
3．電容式料位開(kāi)關(guān)是以倉(cāng)壁和探頭各作為一個(gè)電極,通過(guò)檢測(cè)電極間電容值的變化來(lái)輸出料位信號(hào)。電容值與物料的介電常數(shù)密切相關(guān)，然而磷酸鐵鋰具備吸水性導(dǎo)致測(cè)量介質(zhì)的介電常數(shù)處于動(dòng)態(tài)變化，造成電容式料位開(kāi)關(guān)時(shí)常測(cè)量不準(zhǔn)。另外采用特氟龍材質(zhì)的電容式探頭剛度較弱，塊狀物料撞擊探頭容易對(duì)探頭造成折彎損壞。
4．射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān)在測(cè)量原理上與電容式料位開(kāi)關(guān)相通，介電常數(shù)的變化也是導(dǎo)致其不能準(zhǔn)確測(cè)量磷酸鐵鋰料位的原因。
5．音叉料位開(kāi)關(guān)振動(dòng)體采用叉體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于磷酸鐵鋰物料易結(jié)塊堆積在叉體之間，常導(dǎo)致儀表輸出錯(cuò)誤的報(bào)警信號(hào)，影響物料的正常測(cè)量。
6．振棒料位開(kāi)關(guān)是采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)探頭振動(dòng)，當(dāng)接觸到物料后探頭的振動(dòng)情況發(fā)生改變并輸出報(bào)警信號(hào)。相比阻旋料位開(kāi)關(guān)，振棒料位開(kāi)關(guān)由于采用一體化設(shè)計(jì)，密封性更好，測(cè)量更穩(wěn)定，且其測(cè)量不受物料介電常數(shù)影響，測(cè)量更精準(zhǔn)。根據(jù)探頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同，振棒料位開(kāi)關(guān)可以分為單棒結(jié)構(gòu)和內(nèi)外嵌套的雙棒結(jié)構(gòu)兩種類型。其中，雙棒結(jié)構(gòu)振棒料位開(kāi)關(guān)的最大特點(diǎn)是經(jīng)精密調(diào)諧后，探頭處于完全諧振狀態(tài)，很小的供電電壓就能驅(qū)動(dòng)探頭振動(dòng)，抗掛料性能強(qiáng)且不易變形。單棒振棒料位開(kāi)關(guān)在測(cè)量靈敏度和抗掛料性能方面明顯不如雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)。
三、計(jì)為振棒料位開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)
在了解到計(jì)為Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)所具有的以下特點(diǎn)后，用戶最終選定深圳計(jì)為Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)用于磷酸鐵鋰料倉(cāng)的料位測(cè)量。
Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)：
1．雙管探頭設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。
2．探頭經(jīng)過(guò)精密調(diào)諧，檢測(cè)靈敏度高，可測(cè)介質(zhì)密度低至0.02g/cm3，適用于絕大部分固體物料測(cè)量。
3．具有較大掛料和粘附冗余，能很好適應(yīng)粘稠或易掛料介質(zhì)的測(cè)量。
4．豐富的自診斷功能，能準(zhǔn)確定位故障信息。
5．安裝簡(jiǎn)單，無(wú)需校準(zhǔn)。
6．通過(guò)粉塵隔爆、粉塵本安、氣體隔爆、氣體本安防爆認(rèn)證。
7．采用抗腐蝕性強(qiáng)的材料：316L、318S13。
產(chǎn)品在該公司應(yīng)用至今，運(yùn)行平穩(wěn)，測(cè)量精準(zhǔn)，有力保障了磷酸鐵鋰生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。另?yè)?jù)用戶反饋，Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)在滿足磷酸鐵鋰料位測(cè)量工況的情況下，儀表采用的交直流自適應(yīng)和模塊化電路設(shè)計(jì)，接線安裝非常簡(jiǎn)單，極大地減少了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)成本。計(jì)為Tube-11振棒料位開(kāi)關(guān)極高的可靠性和性價(jià)比，贏得了客戶的信賴和好評(píng)。
但由于磷酸鐵鋰具有很強(qiáng)的吸水性，在空氣中會(huì)逐漸吸收水分，因此磷酸鐵鋰物料常表現(xiàn)出如下物理特性：
1．較強(qiáng)的吸附性能；
2．容易結(jié)塊；
3．介電常數(shù)處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，不穩(wěn)定。
磷酸鐵鋰的上述特性，給磷酸鐵鋰的料位測(cè)量和料位開(kāi)關(guān)的選型帶來(lái)了困難。
二、各種料位開(kāi)關(guān)的優(yōu)劣勢(shì)比較
目前，在料位測(cè)量方面，比較常用的料位開(kāi)關(guān)種類有阻旋料位開(kāi)關(guān)、阻移料位開(kāi)關(guān)、電容式料位開(kāi)關(guān)、射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān)、振棒料位開(kāi)關(guān)和音叉料位開(kāi)關(guān)等。
1．阻旋式料位開(kāi)關(guān)是利用物料阻擋其測(cè)量葉片正常轉(zhuǎn)動(dòng)從而輸出報(bào)警信號(hào)，是一種機(jī)械式料位開(kāi)關(guān)。由于自身的機(jī)械密封不強(qiáng)，導(dǎo)致磷酸鐵鋰這種吸水的物料極易進(jìn)入軸末端的軸承和油封間隙處，從而出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸卡死的情況。另外，電機(jī)散熱不好導(dǎo)致電機(jī)燒壞也是其常見(jiàn)問(wèn)題。
2．阻移式料位開(kāi)關(guān)是在阻旋式料位開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其采用的是擺動(dòng)而非360°旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這在一定程度上降低了內(nèi)轉(zhuǎn)軸的卡死幾率，但產(chǎn)品的使用周期不長(zhǎng)。
3．電容式料位開(kāi)關(guān)是以倉(cāng)壁和探頭各作為一個(gè)電極,通過(guò)檢測(cè)電極間電容值的變化來(lái)輸出料位信號(hào)。電容值與物料的介電常數(shù)密切相關(guān)，然而磷酸鐵鋰具備吸水性導(dǎo)致測(cè)量介質(zhì)的介電常數(shù)處于動(dòng)態(tài)變化，造成電容式料位開(kāi)關(guān)時(shí)常測(cè)量不準(zhǔn)。另外采用特氟龍材質(zhì)的電容式探頭剛度較弱，塊狀物料撞擊探頭容易對(duì)探頭造成折彎損壞。
4．射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān)在測(cè)量原理上與電容式料位開(kāi)關(guān)相通，介電常數(shù)的變化也是導(dǎo)致其不能準(zhǔn)確測(cè)量磷酸鐵鋰料位的原因。
5．音叉料位開(kāi)關(guān)振動(dòng)體采用叉體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于磷酸鐵鋰物料易結(jié)塊堆積在叉體之間，常導(dǎo)致儀表輸出錯(cuò)誤的報(bào)警信號(hào)，影響物料的正常測(cè)量。
6．振棒料位開(kāi)關(guān)是采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)探頭振動(dòng)，當(dāng)接觸到物料后探頭的振動(dòng)情況發(fā)生改變并輸出報(bào)警信號(hào)。相比阻旋料位開(kāi)關(guān)，振棒料位開(kāi)關(guān)由于采用一體化設(shè)計(jì)，密封性更好，測(cè)量更穩(wěn)定，且其測(cè)量不受物料介電常數(shù)影響，測(cè)量更精準(zhǔn)。根據(jù)探頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同，振棒料位開(kāi)關(guān)可以分為單棒結(jié)構(gòu)和內(nèi)外嵌套的雙棒結(jié)構(gòu)兩種類型。其中，雙棒結(jié)構(gòu)振棒料位開(kāi)關(guān)的最大特點(diǎn)是經(jīng)精密調(diào)諧后，探頭處于完全諧振狀態(tài)，很小的供電電壓就能驅(qū)動(dòng)探頭振動(dòng)，抗掛料性能強(qiáng)且不易變形。單棒振棒料位開(kāi)關(guān)在測(cè)量靈敏度和抗掛料性能方面明顯不如雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)。
三、計(jì)為振棒料位開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)
在了解到計(jì)為Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)所具有的以下特點(diǎn)后，用戶最終選定深圳計(jì)為Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)用于磷酸鐵鋰料倉(cāng)的料位測(cè)量。
Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)：
1．雙管探頭設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。
2．探頭經(jīng)過(guò)精密調(diào)諧，檢測(cè)靈敏度高，可測(cè)介質(zhì)密度低至0.02g/cm3，適用于絕大部分固體物料測(cè)量。
3．具有較大掛料和粘附冗余，能很好適應(yīng)粘稠或易掛料介質(zhì)的測(cè)量。
4．豐富的自診斷功能，能準(zhǔn)確定位故障信息。
5．安裝簡(jiǎn)單，無(wú)需校準(zhǔn)。
6．通過(guò)粉塵隔爆、粉塵本安、氣體隔爆、氣體本安防爆認(rèn)證。
7．采用抗腐蝕性強(qiáng)的材料：316L、318S13。
產(chǎn)品在該公司應(yīng)用至今，運(yùn)行平穩(wěn)，測(cè)量精準(zhǔn)，有力保障了磷酸鐵鋰生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。另?yè)?jù)用戶反饋，Tube-11內(nèi)外雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)在滿足磷酸鐵鋰料位測(cè)量工況的情況下，儀表采用的交直流自適應(yīng)和模塊化電路設(shè)計(jì)，接線安裝非常簡(jiǎn)單，極大地減少了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)成本。計(jì)為Tube-11振棒料位開(kāi)關(guān)極高的可靠性和性價(jià)比，贏得了客戶的信賴和好評(píng)。
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