Công tắc điều chỉnh âm thoa có thực sự kỳ diệu đến vậy? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu nguyên lý hoạt động và các trường hợp ứng dụng của nó (Phần 1)

Trong các quy trình sản xuất công nghiệp phức tạp, việc nắm bắt chính xác mức vật liệu là vô cùng quan trọng. Nó không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất mà còn liên quan mật thiết đến kiểm soát chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa chi phí và đảm bảo an toàn sản xuất. Là một thiết bị phát hiện mức hiệu quả cao và đáng tin cậy, công tắc mức dạng âm thoa dần trở thành một thành phần quan trọng không thể thiếu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp và đóng vai trò ngày càng quan trọng trong quá trình phát hiện mức.

Công tắc mức bằng âm thoa có thể thực hiện các chức năng phát hiện quan trọng trong các kịch bản sản xuất công nghiệp, và nguyên lý hoạt động độc đáo của nó là nền tảng cốt lõi. Thiết bị này hoàn thành việc phát hiện mức dựa trên nguyên lý rung động cơ học. Thông qua hoạt động phối hợp của các thành phần chính khác nhau, nó thực hiện vòng lặp kín hoàn chỉnh từ điều khiển tín hiệu đến đầu ra phát hiện.

• Các thành phần chính

Các thành phần cốt lõi của công tắc mức bằng âm thoa bao gồm thân âm thoa và tinh thể áp điện được lắp đặt trên đế âm thoa. Trong đó, tinh thể áp điện có hai chức năng: nguồn dẫn động và phần tử cảm biến. Một mặt, với vai trò là phần tử dẫn động, khi tín hiệu điện bên ngoài được tác động vào tinh thể áp điện, tinh thể sẽ tạo ra các biến dạng cơ học đều đặn, từ đó dẫn động âm thoa được kết nối chặt chẽ với nó để tạo ra các dao động cơ học ở một tần số cụ thể. Phạm vi tần số dao động bình thường của âm thoa là 100Hz - 150Hz, và các mẫu khác nhau sẽ có phạm vi này tùy theo yêu cầu thiết kế. Mặt khác, với vai trò là phần tử cảm biến, tinh thể áp điện có thể thu nhận sự thay đổi trạng thái dao động của âm thoa trong thời gian thực. Thân âm thoa, là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với vật liệu, sự thay đổi trạng thái dao động của nó là cơ sở cốt lõi để đánh giá sự hiện diện của vật liệu.

• Quy trình làm việc

Sau khi thiết bị khởi động, tinh thể áp điện trước tiên sẽ điều khiển âm thoa rung động ổn định và tự do ở tần số cộng hưởng của nó, và biên độ đạt mức lớn nhất tại thời điểm này. Khi âm thoa tiếp xúc với vật liệu, vật liệu sẽ làm giảm dao động, dẫn đến sự suy giảm đáng kể biên độ. Sự thay đổi này được tinh thể áp điện thu nhận trong thời gian thực và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Mạch thông minh bên trong sau đó xử lý và phân tích tín hiệu này, và xác định chính xác sự hiện diện của vật liệu bằng cách đánh giá xem biên độ có thấp hơn ngưỡng đã đặt trước hay không. Cuối cùng, thiết bị sẽ xuất ra tín hiệu chuyển mạch (chẳng hạn như tín hiệu rơle) để điều khiển thiết bị báo động hoặc điều khiển, thực hiện việc phát hiện và điều khiển mức tự động.

Công tắc mức bằng âm thoa có tính cạnh tranh đáng kể trong lĩnh vực phát hiện mức công nghiệp nhờ những ưu điểm vượt trội về hiệu suất, cung cấp giải pháp đáng tin cậy cho việc quản lý vật liệu trong điều kiện làm việc phức tạp.

• Độ nhạy cao

Thiết bị này có độ nhạy cực cao trong việc phát hiện vật liệu và có thể đạt được khả năng phát hiện chính xác các vật liệu có mật độ cực thấp. Bằng cách tối ưu hóa thể tích của bộ cộng hưởng và cấu trúc truyền động áp điện, một số mẫu công tắc mức bằng bộ cộng hưởng tiên tiến có thể phát hiện các vật liệu có mật độ tối thiểu là 0,008g/cm³. Ngay cả đối với các vật liệu dạng bột hoặc hạt cực nhẹ, chúng vẫn có thể kích hoạt chính xác hoạt động của công tắc và đạt được khả năng phán đoán chính xác về trạng thái hiện diện của vật liệu. Đặc điểm này mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của thiết bị và có thể đáp ứng các yêu cầu phát hiện các vật liệu đặc biệt trong các ngành công nghiệp như công nghiệp thực phẩm (như bột mì nhẹ, sữa bột) và công nghiệp hóa chất (như nguyên liệu dạng bột có mật độ thấp).

• Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ

Tại các khu sản xuất công nghiệp thường có nhiều yếu tố môi trường phức tạp như bụi bẩn cao, rung động mạnh và nhiễu điện từ mạnh. Tuy nhiên, công tắc mức bằng âm thoa có khả năng chống nhiễu tuyệt vời. Phương pháp phát hiện bằng cách chuyển đổi tín hiệu rung động cơ học thành tín hiệu điện có thể tránh hiệu quả ảnh hưởng của môi trường rung động và không bị ảnh hưởng bởi các nguồn nhiễu như bụi bẩn cao và điện từ mạnh. Ngay cả trong môi trường khắc nghiệt như các silo nhiều bụi trong nhà máy xi măng và khu vực xung quanh băng tải rung mạnh trong hầm mỏ, nó vẫn có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy, đảm bảo độ chính xác và an toàn của việc điều khiển mức và hỗ trợ vững chắc cho sự ổn định của quá trình sản xuất.

•  Bền chắc và lâu dài

Thân của công tắc mức dạng âm thoa thường được làm bằng thép không gỉ 316L cường độ cao, có khả năng chống ăn mòn, chống bụi và chịu nhiệt tuyệt vời. Trong môi trường khắc nghiệt như bể chứa vật liệu ăn mòn trong ngành hóa chất và khu vực xung quanh lò nung nhiệt độ cao trong ngành luyện kim, nó có thể đảm bảo hoạt động đáng tin cậy lâu dài của thiết bị. Ngoài ra, thiết kế cấu trúc của thiết bị hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu ứng dụng thực tế, giúp dễ dàng lắp đặt trong các silo và phễu có hình dạng và kích thước khác nhau, thích ứng với nhiều kịch bản công nghiệp khác nhau và có thể chịu được thử thách của môi trường sản xuất công nghiệp lâu dài.

• Dễ bảo trì

Thiết bị này có những ưu điểm vượt trội về mặt bảo trì: không cần quy trình hiệu chuẩn phức tạp, có thể tự động đưa vào vận hành sau khi lắp đặt, giúp rút ngắn chu kỳ lắp đặt và vận hành, giảm chi phí nhân công; mạch điện thông minh tích hợp chức năng tự kiểm tra, người dùng có thể xác nhận trạng thái hoạt động của thiết bị thông qua chương trình kiểm tra đơn giản; nếu thiết bị gặp sự cố, có thể nhanh chóng xác định được vị trí lỗi, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì kịp thời, giảm đáng kể chi phí bảo trì và nâng cao hiệu quả sản xuất. 

Công tắc mức âm thoa Công tắc mức âm thoa