音叉液位开关振动频率如何设计和微调
如何调试音叉液位开关的灵敏度
音叉液位开关灵敏度高低如何调试
市场上音叉液位开关种类繁多，有的有灵敏度调节，有的没有灵敏度调节。
对于具有灵敏度调节功能的音叉液位开关，灵敏度高低究竟该怎么调试的问题，很多用户不甚了了。
本文以计为Ring-11音叉液位开关为例，为大家介绍一下音叉液位开关灵敏度高低调试的方法，希望对大家更好的应用音叉液位开关有所帮助。
图1 继电器输出方式 图2 二线制输出方式
①密度开关 ② 高低位模式 ③ 指示灯 ④ 接线端子 ⑤ 接地端子
计为Ring-11音叉液位开关的输出方式有继电器和二线制两种，如上图1和图2所示。
图中的①为密度开关，也即灵敏度调节开关，出厂时标注①的开关一般拨动到图示中的向下位置（靠接线端子一侧），也即标注≥0.7g/ cm³的一侧，此时测量液体的密度要大于等于0.7g/ cm³，能适应绝大部分液体的测试；通过控制面板上的密度调节开关可改变Ring-11音叉液位开关的测量灵敏度，使之更好地适应被测液体，当遇到密度特别低的液体如液化石油气时，可将密度开关拨到上档位（即远离接线端子一侧），此时最低测量密度可放宽到≥0.5g/cm³，使得检测更加灵敏，测量的可靠性更高。
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音叉液位设计
音叉液位设计
在音叉液位计的设计中，有几个重要的方面需要考虑：
1.选择适当的音叉液位计：根据应用需求选择适合的音叉液位计。
音叉液位计有不同的类型和规格，可以根据液体性质、温度、压力、流速等因素进行选择。
2.安装位置和方式：音叉液位计应安装在液体表面上方，避免与液体直接接触。
需要考虑液位计的安装位置，以确保其能够准确测量液体的高度变化。
安装时应注意避免液体的压力和流动对液位计的干扰。
3.校准和调试：在安装完成后，对音叉液位计进行校准和调试是必要的。
校准过程中需要配备标准液位仪表，以验证液位计的准确性。
调试过程中需要调整音叉液位计的灵敏度和响应时间，以满足实际应用需求。
4.防护和维护：为了保护音叉液位计免受环境影响，需要考虑使用防护罩或其他防护装置。
定期的维护和清洁是确保液位计性能稳定的重要步骤。
在实施音叉液位计设计时，需要遵循以下步骤：
1.确定所需液位测量范围和精度要求。
2.根据液体性质选择适合的音叉液位计类型和规格。
3.根据安装环境选择合适的安装位置和方式。
4.安装音叉液位计并连接到控制系统或记录仪表。
5.进行校准和调试，确保液位计的准确性和稳定性。
6.设置报警和保护功能，以保证液位异常时及时警示。
7.定期维护和清洁音叉液位计，保持其正常运行。
音叉式物位开关说明书
☆产品简介：音叉式物位开关是一种新型的物位开关。
仪表由一个发讯叉体和放大器部分组成，在叉体根部压紧两组压电晶体，一组作为驱动器，驱动叉体产生振动，另一组作为检测器，用以将叉股转换成电压信号。
当叉股受阻时，振动器振幅变小，振动频率改变，继电器输出开关信号。
从而实现物位限位测量。
传感器材质为316不锈钢，可抗轻度腐蚀，用于限位控制器和高/低位报警。
☆工作原理：音叉式物位开关工作原理根据物料对振动中的音叉有无阻力，探知料位是否到达或超过某高度，并发出通断信号。
传感器的音叉以固有的频率振动，当音叉触及液体或其他物料时，其固有的振动频率降低，能量消耗在物料颗粒间的摩擦上，迫使振幅急剧衰减而停振，频率的变化激活液位开关，产生通断信号。
☆典型应用：●自来水、矿泉水●流动性好的固体粉料●可产生气体的液体●纸浆、胶水、染料●柴油等危险场所●废水、泥浆、酸碱溶液●啤酒、啤酒发酵剂、饮料一、拆箱小心的打开包装箱并除去包装箱内的填充物，仔细核对装箱单上的每项条款，包括仪表型号、安装附件、说明书等，若发现有缺货，与装箱单不符或破损现象，请立即与我公司联系。
二、查看说明书该说明书包括仪表的技术参数、安装及调试规范，请仔细阅读说明书中的每一项内容，如对说明书中的内容有不明白的地方，可以打电话或传真的方式与我公司联系。
三、技术参数●供电：24VDC（标准）；220V AC（可选）●环境温度：-20℃～70℃●输出方式：SPDT继电器（单刀双掷）●介质温度：-40℃～150℃●工作压力：小于2MPa ●介质密度：最低0.6g/cm3●回差设置：约3mm ●功耗：0.5W●高低位报警：现场可设置为高位或地位报警●电气接口：M20*1.5●过程连接：NPT 1”螺纹安装（标准螺纹）法兰安装（可选）●外壳防护：IP66四、产品特点●适应性强：被测液体不同的电参数、密度对测量均不产生影响。
结垢、搅动、湍流、气泡、振动、中等粘度、高温、高压等恶劣条件对检测也无影响。
音叉液位开关设计
音叉液位开关设计
音叉液位开关是一种基于声波传播原理的液位控制器，广泛应用于液体的检测、控制和保护。
设计步骤：
1.选择适合的音叉：音叉的频率和尺寸应该根据容器尺寸和液体特性进行选择。
2.选择合适的材料：音叉的材质要能够承受液体的腐蚀和高温，同时还要具有良好的传导性能。
3.确定安装位置：将音叉安装在液体的上方，避免接触潮湿区域，以免影响声波传播效果。
4.设置断电保护：当液位低于一定位置时，应该自动切断供电，以避免干转损坏音叉。
5.设定灵敏度：根据液体的特性进行灵敏度设置，以便及时探测到液位异常情况。
6.测试检验：在安装完毕后，进行测试和检验，确保音叉液位开关满足设计要求。
需要注意的是，不同种类的液体对音叉的效果会有所不同，因此在设计时需要考虑液体的种类和性质，以充分发挥音叉液位开关的作用。
音叉式液位开关设备工艺原理
音叉式液位开关设备工艺原理一、背景液体的液位控制在生产和工艺过程中扮演着至关重要的角色。
液位测量技术已经发展了很长一段时间，从传统的玻璃管液位计和浮球式液位计到更现代的电容、浮簧和超声波液位计。
随着液位技术的不断发展，音叉式液位开关也越来越受到工程师和技术人员的青睐。
二、音叉式液位开关概述音叉式液位开关是一种通过量測振动频率改变来实现液位控制的设备。
根据其名称和结构可以看出，它的构造类似音叉，用来检测液体或粉状物料的界面位置，使工程师更方便进行生产实践和工艺控制。
与其他液位检测方法相比，音叉式液位开关具有高精度、可靠性高、响应速度快、安装简单等优点。
三、音叉式液位开关设备原理1.振动频率的改变振动频率的改变是音叉式液位开关的核心原理。
在正常情况下，开关会以一定的频率振动。
当液体的液位超过或低于开关的位置时，音叉的振动行为会受到影响，频率将会发生变化。
因此，随着液位的变化，开关发射的声波消耗的能量也会发生变化，从而使振荡的频率发生改变。
当频率偏离某个预设值时，就会发出开/关信号，以控制液位。
2.震荡模式音叉式液位开关的另一个重要方面是振荡模式。
音叉式液位开关采用谐振模式，即在机械系统中振荡产生共振时发生的一种振动模式。
这种模式在机械系统和结构有固有频率时（即其共震频率）产生，这就是音叉式液位开关的工作原理。
3.工作原理当音叉式液位开关应用在管道、槽或仓储罐中时，它就会处于震动状态。
如果没有物料或液体触碰到它，它就会以固定频率振动，并产生一个几乎恒定的电压信号。
当物料或液体接触到开关的振子时，振荡产生的频率会发生变化，这时就会有响应信号产生。
因此，在液位超过预设值或低于预设值时，音叉式液位开关发出开/关信号，以控制液位。
四、音叉式液位开关的优点音叉式液位开关具有以下三个主要优点：•高精度：由于采用谐振模式，因此其精度是非常高的，可以稳定地测量不同液位的变化情况。
•可靠性高：音叉式液位开关的静态测量精度可达0.3mm，动态测量精度可达0.1%，因此其可靠性非常高。
音叉开关技术要求
音叉开关技术要求音叉开关技术是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。
它通过振动产生信号，从而实现电路的开关功能。
音叉开关技术要求主要包括以下几个方面。
一、振动频率要求音叉开关的振动频率是指其单位时间内振动的次数，通常以赫兹（Hz）表示。
在实际应用中，振动频率的要求根据不同的场景而异。
例如，在通信设备中，音叉开关的振动频率通常需要在几千赫兹至几十万赫兹之间。
而在家用电器中，一般要求振动频率在几十赫兹至几百赫兹之间。
二、振动幅度要求振动幅度是指音叉开关在振动过程中的最大位移距离。
振动幅度的要求也因应用场景不同而不同。
在一些高精度测量设备中，要求振动幅度非常小，通常在微米级别。
而在一些家用电器中，振动幅度要求相对较大，可以达到数毫米。
三、响应时间要求响应时间是指音叉开关从接收到信号到实际开关动作的时间。
响应时间的要求也是根据应用场景而定。
在一些对实时性要求较高的设备中，要求音叉开关的响应时间非常短，通常在毫秒级别。
而在一些对实时性要求相对较低的设备中，允许响应时间稍长，可以在几十毫秒至几百毫秒之间。
四、寿命要求音叉开关的寿命是指其能够正常工作的时间。
寿命的要求主要包括振动次数和使用年限两个方面。
在一些高要求的设备中，音叉开关的振动次数要求非常大，可以达到数亿次以上。
而在一些一般应用中，寿命要求相对较低，可以在数十万次至数百万次之间。
五、工作温度要求音叉开关的工作温度是指其能够正常工作的温度范围。
工作温度的要求主要根据设备的实际工作环境而定。
在一些极端环境下，如高温或低温环境，音叉开关的工作温度要求相对较高或较低。
而在一般应用中，工作温度要求通常在-20摄氏度至70摄氏度之间。
六、抗震抗振要求音叉开关通常需要具备一定的抗震抗振能力，以适应各种工作环境。
抗震抗振的要求主要包括抗冲击、抗振动和抗震动。
在一些振动环境下，音叉开关需要具备较好的抗振能力，以保证其正常工作。
七、尺寸要求音叉开关的尺寸要求主要根据实际应用中的空间限制而定。
音叉的共振频率与音调的变化实验探究
实验目的：探 究音叉的共振 频率与音调的
变化关系
实验器材：音 叉、示波器、 信号发生器、 放大器、耳机
等
实验步骤：调 整音叉的共振 频率，记录示 波器上的波形
和频率
数据分析：利 用Excel等软件 对实验数据进 行处理和分析，
得出结论
实验数据：音叉的共振频 率与音调的关系
数据分析：使用Excel进行 数据处理和分析
音叉的共振频率： 音叉的共振频率 是指音叉在受到 外力作用时，能 够产生最大振幅 的频率。
音调的变化：音 叉的共振频率与 音调的变化有关， 共振频率越高， 音调越高。
实验目的：通过 实验探究音叉的 共振频率与音调 的变化关系，了 解音叉的振动原 理。
音叉的共振频 率与其长度、 质量和形状有
关
音调与共振频 率成正比，频 率越高，音调
实验材料：音叉、共振频率计、音调计
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请言简意赅的 阐实 验述步观骤点：。 a . 调 整 音 叉 的 长 度 、 质 量 和 形 状 ， 测 量 其 共 振 频 率 b .
调整音叉的共振频率，测量其音调 c. 分析共振频率与音调的关系
a. 调整音叉的长度、质量和形状，测量其共振频率
高。
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请言简意赅的 阐述观点。
实验目的：验证音 叉的共振频率与音 调之间的关系
实验原理：音叉的 共振频率与其长度、 质量和形状有关
实验材料：音叉、 信号发生器、频率 计、示波器等
实验步骤：调整音 叉的共振频率，观 察并记录音调的变 化
音叉的振动原理： 音叉在受到外力 作用时，会产生 振动，发出声音。
添加标题
频率计：用于测量音 叉的共振频率
音叉的共振频率与音调的变化实验设计
请大家结合实验过程和结果，谈谈自己对音叉共振频率和音调变化的理解。
总结语：通过本次实验，我们深入了解了音叉的共振频率与音调的关系，以及如何通过实验手段测量和改变这些参数。希望大家能够加深对实验原理和方法的理解和掌握，为今后的学习和实践打下坚实的基础。
THANKS
感谢您的观看。
实验结论与意义
在本实验中，我们成功地通过改变音叉的形状和质量，实现了对其共振频率的调控。
实验结果表明，音叉的共振频率与其形状和质量密切相关。具体来说，音叉的臂长增加、质量减小时，其共振频率会升高；反之，共振频率会降低。
通过对比不同形状和质量音叉的共振频率，我们发现它们之间存在明显的差异。这表明音叉的形状和质量是影响其音调的重要因素。
音叉的共振频率与音调的变化实验设计
汇报人：XX
2024-01-21
目录
实验目的与原理实验方法与步骤数据记录与处理误差来源及减小措施实验结论与意义思考题与讨论环节
01
CHAPTER
实验目的与原理
探究音叉的共振频率与其音调之间的关系ຫໍສະໝຸດ 了解不同频率音叉的音调特性
掌握实验方法和技巧，培养实验操作能力
共振频率
使用专业校准的音叉
采用自动化测量系统代替人工操作，可以进一步提高测量的准确性和效率。
引入自动化测量系统
对实验者进行专业培训，提高其操作技巧和经验，减少人为误差。
加强实验者培训
对实验数据进行详细分析，采用合适的统计方法处理数据，以减小数据处理过程中引入的误差。
完善数据分析方法
01
03
02
04
05
CHAPTER
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音叉液位开关振动频率如何设计和微调
振动式音叉物位开关发明以来的几十年，其已经在各行各业中得到广泛应用，并且经久不衰。
在研发该产品过程中，需要根据应用工况和测量对象合理设计音叉振动频率，而在生产过程中，也需要对振动叉体根据设计标称频率做适当微调谐，以便设备在实际应用时工作稳定可靠。
音叉振动频率的计算经验公式为：
式中：L：叉体的长度（单位为m）
t：叉体的厚度（单位为m）
E：杨氏模量（单位为kgf/m2）
g：重力加速度（980cm/s2）
ρ：叉体材质的密度（kg/m3）
为了适应测量现场，使粘附液体或固体容易滴落或脱落，一般叉体外观形状和截面不会设计成规则的矩形，如图是计为自动化公司音叉液位开关和料位开关的三种叉体图。
对这种不规则的叉体的频率计算可以采用等效面积和等效截面得方法来换算出叉体的长度L和叉体的厚度t。
从公式可以看出，音叉标称谐振频率可以通过音叉的厚度、长度变化来微量调整，改变叉体的材料同样能改变。
振动频率与叉长的平方成反比，叉长越
长，频率越低；而与叉厚成正比，叉体越薄，振动频率越低，频率变化数据详见表一和表二所示。
长度增加量（△L：mm）12345频率减少量（△F：Hz）12.7567.6长度缩短量（△L：mm）12345频率增加量（△F：Hz）2467.79.6表一：叉体长度值改变，其振动频率改变的量值
厚度增加量（△T：mm）0.10.20.30.40.5频率增加量(△F：Hz）
3.7710.313.516.7厚度减少量（△T：mm）0.10.20.30.40.5频率减少量（△F：Hz）2.76912.215.5表二：叉体厚度值改变，其振动频率改变的量值
除了上述两种调整方法外，选用杨氏模量值E值大的材料，也能提高振动体的振动频率。
上述计算出的音叉振动频率是在自由状态下的谐振频率。
音叉振幅与驱动功率有关，一般频率越高振幅越小，反之亦然。
在振幅不大情况下，音叉自由状态下的谐振频率与空气中的谐振频率接近。
振动中的音叉浸泡或接触于介质，会发生频率或振幅的强烈改变。
当振动中的音叉浸泡于粘度小的液体时，往往会发生谐振频率和振幅的大幅下降，但如果是粘度大液体，音叉往往无法正常起振，振幅几乎为零，频率查乱；当振动中的音叉接触固体物料（颗粒或粉末）时，由于音叉自由振动的条件遭到破坏，音叉会很快停止振动。
音叉液位开关就是利用检测叉体浸泡到液体时其频率显著且稳定地下降变化来设计的。
音叉料位开关一般是利用叉体接触物料停止振动，通过就检测叉体振幅大幅下降原理来设计的。
目前大部分国产音叉物位开关是通过检测音叉振幅变化来设计开关点的，这种设计的音叉物位开关在检测液体时可靠性要明显降低，而且可检测的液体介质密度只能大于0.7g/cm3甚至0.8g/cm3。
同时这种音叉物位开关为了适应与液体测量，
往往加大振动驱动功率，致使其应用于固体颗粒或粉末物料测量时，可靠性大大下降。
这就是为什么国产液体固体通用的音叉物位开关普遍介质密度适应范围小、工作可靠性低的原因。
计为自动化为了提高音叉物位开关的可靠性，专门设计只测量液体的液位开关，和专门测量固体颗粒和粉末的料位开关，双双获得极高可靠性，并且其可测量介质的密度大大低于同行同类产品。
其中，其音叉液位开最低可测液体密度低至0.5g/cm3，音叉料位开关最低可测颗粒或粉末密度低达0.008 g/cm3。