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圖1 利用電磁波進(jìn)行探測的FlexLevel Switch極限開(kāi)關(guān)對充填介質(zhì)中的泡沫“視而不見(jiàn)” 喜歡焦糖瑪奇朵的人們大都認為是濃重的奶油泡沫使得這種熱咖啡成為咖啡中的王冠。而在許多食品生產(chǎn)企業(yè)中，發(fā)泡則是生產(chǎn)過(guò)程中一種非常討厭的伴隨現象，是一種有可能影響充填量檢測結果的不良現象。最理想的情況是傳感器對膨起的泡沫“視而不見(jiàn)”。 在許多日常生活中是需要泡沫的，例如具有醫療作用的泡沫浴或者一杯剛剛扎出來(lái)的新鮮啤酒。然而在工業(yè)領(lǐng)域中，例如在釀造工業(yè)、果汁生產(chǎn)或是在奶制品生產(chǎn)加工中，泡沫往往是一個(gè)令人頭痛的問(wèn)題。在這類(lèi)流程工業(yè)企業(yè)中，應用最多的是液位的檢測和監控。這里，人們有多種多樣的、基于不同檢測原理的液位極限開(kāi)關(guān)可供選用。哪一種檢測技術(shù)最好則取決于其應用領(lǐng)域，尤其是在醫藥、食品和飲料生產(chǎn)領(lǐng)域中，這些液位極限開(kāi)關(guān)需滿(mǎn)足極高的衛生消毒標準要求。其中就包括多種不同的認證、許可；例如3A認證、EHEDG認證和FDA認證等有關(guān)產(chǎn)品設計、原材料和生產(chǎn)過(guò)程衛生條件的認證。 在生產(chǎn)領(lǐng)域，許多生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì )在液體產(chǎn)品的表面產(chǎn)生泡沫，對正確的判斷液體產(chǎn)品的液位產(chǎn)生不良影響，導致在達到正確的液位之前充填控制開(kāi)關(guān)就做出了動(dòng)作，使泡沫消失后的灌裝液位高度不準確。Baumer公司專(zhuān)門(mén)為有衛生消毒要求的這一應用領(lǐng)域提供了專(zhuān)用的FlexLevel Switch極限開(kāi)關(guān)。利用軟件工具Flex-Progemmer 9701使得這一極限開(kāi)關(guān)能夠對其靈敏度和反應時(shí)間進(jìn)行設置。從而能夠使流程工藝師們，例如釀造業(yè)中的釀造師們能夠簡(jiǎn)單、方便的戰勝泡沫帶來(lái)的麻煩。這種極限開(kāi)關(guān)對液體表面的泡沫“視而不見(jiàn)”，只有在真正到達規定的液位高度時(shí)，傳感器才發(fā)出信號。從而可以很好的避免發(fā)出錯誤信號，避免超過(guò)最高、最低液位的誤操作，縮短了流程設備不必要的停機時(shí)間，最終提高流程設備的生產(chǎn)能力。 工作原理：電磁波檢測 這種極限開(kāi)關(guān)利用的是高頻電磁信號進(jìn)行液位檢測。被測介質(zhì)相當于一個(gè)虛擬的電容器，與傳感器頭部的線(xiàn)圈構成了一個(gè)完整的、發(fā)出開(kāi)關(guān)控制信號的控制電路。虛擬電容的電容量與大多數被測介質(zhì)不同的絕緣電阻值有關(guān)。其開(kāi)關(guān)控制功能，即觸點(diǎn)的斷開(kāi)與閉合，可以通過(guò)改變連接方式或者利用FlexProgrammer 9701軟件工具進(jìn)行設置。利用編程器可以選擇不同的輸出信號方式（PNP、NPN和數字信號）。當被測介質(zhì)的液位高低發(fā)生變化時(shí)，例如在向容器中添加液體介質(zhì)時(shí)，輸出信號將變弱。這一檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：只有一個(gè)很小的錐形接頭進(jìn)入被測液體之中，而其他檢測技術(shù)則需要較大的接頭進(jìn)入被測液體中，粘稠的、或者附著(zhù)性很強的介質(zhì)很容易粘附在檢測探頭上，從而影響傳感器的正常工作、發(fā)出錯誤的信號。 圖2 極限開(kāi)關(guān)的工作原理 檢測儀器設備的3A認證只有結合3A認證零部件才是有意義的，這里使用的3A認證零部件是一個(gè)保證安裝位置更加有利的焊接式螺紋接頭。傳感器所有與被測介質(zhì)接觸的部分都是由耐酸不銹鋼或者PEEK塑料制成的，滿(mǎn)足了不同3A使用場(chǎng)合的FDA、EHEDG和3A認證。 當傳感器探測到被測介質(zhì)真實(shí)的液位時(shí)，傳感器頭部藍色的指示燈會(huì )發(fā)光。即使是傳感器安裝在容器的上部時(shí)，指示燈也會(huì )發(fā)光。FlexLevel Switch極限開(kāi)關(guān)能夠識別（水、奶、啤酒等）液體介質(zhì)、粘稠狀原材料（蜂蜜、酸奶、牙膏等）的極限位置，甚至還能對干燥物體（例如：燃燒后的殘渣、面粉或者果核）進(jìn)行檢測。檢測設備在出廠(chǎng)前已經(jīng)完成了調試和設定，在生產(chǎn)現場(chǎng)安裝后無(wú)需再次調試。對于特殊的被測介質(zhì)，例如有粘連性質(zhì)的物體，檢測儀的Teach-in自學(xué)功能允許對液位識別進(jìn)行手工調整和設置。 包括在醫藥產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域中使用時(shí)，例如在醫藥注射液灌裝的自動(dòng)識別時(shí)需要使用FlexLevel Switch極限開(kāi)關(guān)。泡沫、氣泡或者形成的絮狀物以及震動(dòng)和渦流等都不會(huì )對液位檢測的結果產(chǎn)生影響。而且傳感器的安裝位置也不會(huì )對傳感器檢測結果的正確性產(chǎn)生影響。傳感器既可安裝在側面，也可以在有干運行保護時(shí)安裝在管道的下方。 標準規格的FlexLevel Switch極限開(kāi)關(guān)的工作溫度范圍為-40"85℃。但在CIP原位清潔和SIP原位消毒的流程設備中，允許短時(shí)間（max. 1h）承受140℃的溫度。在理想的、有著(zhù)100mm或者250mm冷卻長(cháng)度的情況下，這種檢測儀器甚至可以在200℃的環(huán)境中使用。這一冷卻區的長(cháng)度可以用不同長(cháng)度的連接接頭來(lái)實(shí)現，從而實(shí)現不同長(cháng)度的調節：例如要把傳感器更深的插入到像酸奶那樣粘稠的介質(zhì)中，或者要穿過(guò)容器的隔熱保溫層。 圖3 符合3A認證的焊接式管接頭適合于在有衛生消毒要求的場(chǎng)合中使用，并通過(guò)其側面的溢流孔準確判別液位高低 極限開(kāi)關(guān)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)可以通過(guò)控制程序設置為常開(kāi)或者常閉型。這種檢測儀器既可在敞開(kāi)式的容器中使用，也可在封閉式的容器中使用，容器的最高工作壓力可達40bar。由于傳感器沒(méi)有任何移動(dòng)零部件，全部的電子線(xiàn)路都集成在傳感器內部，因此實(shí)踐中做到了免維護�？梢栽诓徽{整開(kāi)關(guān)控制點(diǎn)的情況下精確的檢測到開(kāi)關(guān)控制的極限值數據。 食品生產(chǎn)企業(yè)中的應用 具有衛生消毒能力的FlexLevel Switch極限開(kāi)關(guān)非常適合在食品和飲料生產(chǎn)領(lǐng)域中使用。丹麥Brabrand市的大型酸奶生產(chǎn)廠(chǎng)Arla Foods公司就在不同的酸奶生產(chǎn)設備中使用了這種傳感器，用以識別液體介質(zhì)的最高和最低液面位置。一般情況下，被測介質(zhì)是酸奶，在特定的生產(chǎn)工序中被測介質(zhì)是含脂肪10％"38％的鮮奶油。這兩種被測介質(zhì)都非常粘稠，很容易粘附在檢測傳感器上。Arla Foods公司把原來(lái)使用的震動(dòng)傳感器換掉了，因為當粘稠的被測介質(zhì)粘附在傳感器的震動(dòng)桿上時(shí)，傳感器的檢測精度就受到了影響，導致錯誤的報警、誤動(dòng)作�，F在使用的FlexLevel Switch極限開(kāi)關(guān)能夠可靠的識別被測介質(zhì)的位置，即使是傳感器的端部粘滿(mǎn)了粘稠的酸奶時(shí)也一樣。因為傳感器的Teach in自學(xué)功能保障了在對粘稠介質(zhì)檢測時(shí)能夠通過(guò)手動(dòng)方式識別到被測介質(zhì)的液位，并自動(dòng)的記住這一過(guò)程。 符合用戶(hù)要求的專(zhuān)用解決方案 Baumer公司除了提供FlexLevel Switch系列的極限開(kāi)關(guān)之外，還有很多基于不同檢測原理的連續式和間斷式檢測系統。例如能夠在衛生消毒場(chǎng)合中使用的、基于壓電晶體、壓電陶瓷、電容式或者薄膜式的壓力檢測儀、壓差檢測儀。另外，它們還生產(chǎn)利用超聲波原理和光學(xué)原理的充填量檢測傳感器以及依據導電性進(jìn)行檢測的儀器設備。無(wú)論是在流程生產(chǎn)設備中需要與液體介質(zhì)接觸的傳感器還是非接觸式的傳感器，Baumer公司為用戶(hù)提供了適合于各種應用場(chǎng)合的、技術(shù)上最合適的解決方案。不同的充填量傳感器、液位傳感器適合于在化工流程工業(yè)企業(yè)、精細化工企業(yè)以及醫藥、食品和飲料生產(chǎn)企業(yè)中使用。 |
