Вибрационные датчики уровня сыпучих материалов

Вибрационный датчик уровня сыпучих материалов – устройство, определяющее достижение уровня наполнения/опорожнения ёмкости по изменению амплитуды механических резонансных колебаний чувствительного элемента датчика.

Модельный ряд вибрационных датчиков уровня сыпучих материалов

Сводная таблица моделей вибрационных датчиков для контроля уровня сыпучих материалов:

Модель	Диапазон t° измеряемой среды	Предельное давление среды	Предельное удлинение сенсора	Критические параметры измеряемой среды	Сертификаты и допуски
INNOLevel Vibro N	-40…+150°С До +250°С*	10 бар	4000 мм	Плотность ˃10 г/л частицы ≤8 мм, без склонности к налипанию	Соответствуют ТР ТС: по безопасности н/в оборудования – 004/2011 по ЭМС – 020/2011 по взрывобезопасности – 012/2011. Гигиенический сертификат EHEDG
INNOLevel Vibro P	-40…+150°С До +250°С*	16 бар	4000 мм	Плотность ˃100 г/л частицы ≤25 мм, без склонности к налипанию	Соответствуют ТР ТС: по безопасности н/в оборудования – 004/2011 по ЭМС – 020/2011 по взрывобезопасности – 012/2011. Гигиенический сертификат EHEDG
Nivocont R	-30…+110°С -30…+160°С * -30…+95°С**	25 бар	3000 мм 20000 мм**	Плотность ˃50 г/л частицы ≤10 мм	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности: ATEX
Nivoswitch	-40…+130°С	40 бар	3000 мм	Плотность ˃10 г/л	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности: ATEX
Mononivo 4000	-40…+150°С	16 бар	4000 мм	Плотность ˃20 г/л, без склонности к налипанию	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности: ATEX, IEC-Ex, FM, ТР ТС Материалы, допущенные для работы с продуктами питания в соответствии с директивой 1935/2004/EG Содержание вредных веществ по директиве 2011/65/EU и RoHS
Vibranivo VN1000/VN2000/ VN5000/VN6000	-40…+150°С -25…+80°С	16 бар 6 бар	4000 мм 20000 мм**	Плотность ˃5 г/л, без склонности к налипанию	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности: ATEX, IEC-Ex, FM, CSA, ГОСТ Р и РТН Ex. Материалы, допущенные для работы с продуктами питания в соответствии с директивой 1935/2004/EG Содержание вредных веществ по директиве 2011/65/EU и RoHS. Гигиенический сертификат EHEDG
Vibranivo VN4000	-40…+150°С	16 бар	4000 мм	Плотность ˃30 г/л или ˃100 г/л, без склонности к налипанию. Выбор переключе нием	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности: ATEX, IEC-Ex, FM, ТР ТС Материалы, допущенные для работы с продуктами питания в соответствии с директивой 1935/2004/EG Содержание вредных веществ по директиве 2011/65/EU и RoHS
Torex ILV	-40…+150°С -25…+80°С	10 бар 6 бар	4000 мм 20000 мм**	Плотность в диапазоне 60…150 г/л (20…75 г/л), частицы ≤10 мм (≤8 мм)	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности ATEX. Гигиенический сертификат EHEDG
LVL B1	-40…+150°С	25 бар	500 мм 1000 мм 1500 мм	Плотность ˃200 г/л частицы ≤25 мм, без склонности к налипанию	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности: ATEX, IEC-Ex, FM, CSA. Соответствует по безопасности н/в оборудования – по директиве 2014/35/EU, по ЭМС – по директиве 2014/30/EU
LVL B2	-40…+150°С	25 бар	500 мм 1000 мм 1500 мм	Плотность ˃200 г/л частицы ≤25 мм, без склонности к налипанию	Сертификаты и допуски по взрывозащищенности: ATEX, IEC-Ex, FM, CSA. Соответствует по безопасности н/в оборудования – по директиве 2014/35/EU, по ЭМС – по директиве 2014/30/EU
SCX1	-40…+80°С	10 бар	от 275 мм до 15000 мм	Плотность ≥320 г/л, без склонности к налипанию	Сертификат CE

* – высокотемпературная версия. Поставка по запросу;
** – модель с кабельным удлинением. Материал изоляции кабеля (PUR) недопустим для работы в пищевом производстве.

Принцип работы вибрационных датчиков уровня сыпучих материалов

Принцип применения вибрационного сигнализатора основан на том, что в чувствительном элементе датчика при пьезоэлектрическом воздействии возбуждаются механические колебания на некоторой квазирезонансной частоте. Амплитуда этих колебаний зависит от плотности той среды, в которую погружен чувствительный элемент, и изменяется при изменении плотности среды.

В воздушной среде амплитуда максимальна, а при возрастании плотности, то есть при обволакивании чувствительного элемента продуктом, амплитуда падает. Это обстоятельство фиксируется электронной схемой датчика; формируется сигнал, обозначающий в каждом конкретном случае фактическое изменение уровня продукта в ёмкости.

Уменьшение амплитуды колебаний виброэлемента означает наполнение ёмкости, превышение заданного уровня. Увеличение амплитуды означает снижение уровня продукта ниже того уровня, который фиксируется местоположением датчика. Датчики (сигнализаторы) уровня вибрационного типа в большинстве своем могут располагаться на заданных уровнях в ёмкости при любой ориентации относительно вертикали, а удлинение может выбираться в зависимости от намерений и удобства пользователя.

Технические характеристики вибрационных сигнализаторов уровня сыпучих

Конструкции чувствительных элементов вибрационных датчиков уровня обычно бывают двух видов: двухлепестковой вибровилки, либо одного вибростержня круглого сечения. Виды датчиков с такими чувствительными элементами показаны на изображении справа.

Конструкция датчиков с чувствительным элементом в виде вибровилки позволяет добиться большей чувствительности и работать с сыпучими веществами с плотностью выше 10 г/л (эксклюзивно даже ˃5 г/л, модели Vibranivo VN20…/VN60…). Модели со стержневыми чувствительными элементами предназначены для работы с веществами большей плотности (как правило, свыше 100 г/л), но такая конструкция меньше предрасположена к заклиниванию виброэлемента и может применяться для работы даже с тяжелыми пастообразными продуктами.

Корпуса датчиков, как правило, выполняются из литого алюминия с порошковым или пластиковым покрытием с классом защиты IP66/67. Детали, приходящие в соприкосновение с контролируемой средой, выполняются из нержавеющих сталей: 1.4301(AISI304), 1.4541(AISI321), 1.4404 (AISI316). Все материалы, могущие вступать в контакт с пищевыми продуктами, соответствуют регламенту EC 1935/2004/EG. Приборы сертифицированы на соответствие директиве 2011/65/EU и RoHS на содержание вредных веществ в электронном и электрическом оборудовании и могут применяться при производстве продуктов питания.

Все модели вибрационных сигнализаторов уровня сыпучих материалов имеют взрывозащищенные исполнения и сертифицированы по системам ATEX, IEC-Ex, FM, CSA, ГОСТ Р.

Преимущества вибрационных датчиков уровня сыпучих материалов

Простота конструкции и отсутствие подвижных механических частей создают ряд преимуществ при использовании вибрационных сигнализаторов уровня сыпучих материалов:

широкий выбор версий конструктивного исполнения и размеров датчиков, способов ориентации их в пространстве;
наличие пылевзрывозащищенных и гигиенических исполнений датчиков;
высокий класс защиты корпуса, позволяющий использовать устройства в атмосферных условиях;
универсальные напряжения питания и унифицированные выходные сигналы;
отсутствие необходимости в калибровке устройств;
переключающие характеристики сигнализаторов не зависят от таких параметров контролируемой среды: температуры, давления, изменений проводимости, диэлектрической постоянной, наличия вибраций и т. п.;
простота установки и эксплуатации, не требуют текущего технического обслуживания.

Назначение вибрационных сигнализаторов сыпучих материалов

Благодаря исключительным эксплуатационным качествам вибрационные датчики (сигнализаторы) уровня сыпучих материалов находят широкое применение в самых различных областях промышленного производства. Датчики используются для контроля уровня наполнения/опорожнения различных технологических ёмкостей, заполнения пневмокамерных насосов, определения заторов в трубах и шахтах, управления насосами и транспортерами.

Вибрационные датчики (сигнализаторы) уровня применяются в технологических установках, в которых нет необходимости постоянного контроля уровня наполнения ёмкости продуктом, но необходимо регистрировать достижение определенного уровня при наполнении/опорожнении бункера, силоса, контейнера и т. п. сыпучим продуктом.

Всего пользователь может применить четыре конструктивных типа вибрационных датчиков:

стандартный тип: удлинение чувствительного элемента составляет в зависимости от модели 125…225 мм;
тип датчика с трубным удлинением: удлинение чувствительного элемента осуществляется за счет трубообразного корпуса с изменяемой длиной от 200 мм до 4000 мм через каждые 100 мм;
тип датчика с прикручиваемым трубным удлинением: то же что и предыдущий тип, но пользователь сам изготавливает удлинитель с максимальной длиной 1500 мм или 4000 мм;
тип датчика с кабельным удлинением: длина кабельного подвеса варьируется от 750 мм до 20000 мм. Такой датчик может располагаться только вертикально. Не может использоваться в установках пищевой индустрии.

При значительном многообразии конструктивных исполнений вибрационных сигнализаторов уровня сыпучих веществ, электрические подключения датчиков достаточно унифицированы. В качестве источников выходных сигналов могут быть использован один или пара беспотенциальных двухполярных контактов реле (SPDT или DPDT), либо выход по схеме «открытый коллектор» с PNP/NPN транзистором. Параметры выхода соответствуют EN 61131-2 и могут использоваться для подключения ПЛК, сигнальных ламп и т.п. В первом случае питание датчика должно осуществляться от источника переменного напряжения в диапазоне 19 В…(230-265) В, или постоянного напряжения в диапазоне (18-19) В…(45-50) В. Во втором – подключение осуществляется по трех-проводной схеме от источника постоянного напряжения 19…50 В (10…45) В для моделей LVL-B1 и LVL-B2). Модели серии Vibranivo VN предоставляют дополнительные возможности – опционально могут применяться:

разделительный усилитель NAMUR с различным количеством реле с однополюсными контактами (SPDT) и транзисторными беспотенциальными выходами, не восприимчивыми к короткому замыканию;
8/16 мА – прибор обработки информации, включающий монитор предельных значений и изолирующие преобразователи с гальванической развязкой питания.

Применение вибрационных сигнализаторов уровня сыпучих материалов

Производственные сектора, в которых применяются вибрационные датчики контроля уровня сыпучих веществ:

пищевая промышленность: производство муки, соли, сахара, риса, кормовых смесей для животных и т. п.;
промышленность строительных материалов: производство сухих смесей, песка, цемента, мела, извести и т.п.;
строительная индустрия: контроль уровня наполнителей – гравия, керамзита, щебня на растворобетонных узлах и бетоносмесительных установках;
полимерная промышленность: хранение и транспортировка пластиковых гранулятов;
химическая промышленность: производство удобрений;
агропромышленный комплекс: производство комбикормов, хранение и транспортировка зерна, муки;
деревообрабатывающая промышленность.

Как получить бесплатную консультацию по выбору вибрационных датчиков уровня для сыпучих материалов

Огромное количество информации по теме «Вибрационные датчики уровня сыпучих материалов» фактически делает главным критерием правильного выбора практический опыт. Специалисты компании «РусАвтоматизация» таким опытом обладают. Используйте возможность получения консультации, задействовав любую форму обратной связи: телефонный звонок, опросный лист и т.п. В этом случае Ваш выбор будет значительно более обоснован.