Interruttore di livello a forcella vibrante: caratteristiche, principio di funzionamento e installazione

Interruttore di livello a chiodo di sintonizzazione METRAVON: caratteristiche, principio di funzionamento e guida di installazione.

l'interruttore di livello a chiodo di sintonizzazione è uno strumento di rilevamento del livello basato su vibrazioni. Gli elementi piezoelettrici azionano la forchetta a una frequenza di risonanza prestabilita. Quando un materiale liquido, in polvere o granulare entra in contatto con la forchetta, il regime di vibrazione cambia. Il sistema elettronico rileva tale variazione e commuta lo stato di uscita. I commutatori a forchetta sintonizzabile

sono impiegati principalmente per:allarmi di livello elevato, allarmi di livello ridotto, protezione contro il sovraccarico, rilevamento dello stato di vuoto e protezione della pompa in assenza di caricoSi tratta di dispositivi a livello puntuale, piuttosto che di trasmettitori di livello continuo. In assenza di collegamenti meccanici o di parti di trasmissione in movimento, questi dispositivi richiedono generalmente un minimo di manutenzione e possono essere configurati per il trasporto di liquidi, polveri o solidi granulari, a seconda del modello.

1. Come funziona il interruttore di livellamento a chiodo di sintonia?

Eccitazione piezoelettrica: gli elementi piezoelettrici azionano il chiodo in modo continuo alla sua frequenza di risonanza progettata.

Contatto con il mezzo

Quando un liquido o un materiale massiccio copre la forchetta, le sue caratteristiche di frequenza, ampiezza o smorzamento cambiano.

Rilevamento elettronico

L'elettronica monitora in modo continuo lo stato di vibrazione e determina se la forchetta è coperta.

Uscita di commutazione

Una volta raggiunta la condizione di commutazione, lo strumento fornisce un relè, un transistore o un'uscita discreta differente per l'allarme o il controllo.

2. Qual è la differenza tra rilevamento di alto livello e rilevamento di basso livello?

La logica di commutazione finale deve inoltre tenere conto della modalità di sicurezza in caso di guasto, della configurazione dei contatti NO/NC e della filosofia di interblocco del PLC o del DCS.

3. Quali sono le caratteristiche principali di un interruttore di livello a forchetto?

Assenza di trasmissione meccanica

Il forchetto stesso vibra, pertanto l'apparecchio non dipende da galleggianti, pale o collegamenti meccanici che potrebbero usurarsi o bloccarsi.

In genere non è necessaria una calibrazione complessa.

La maggior parte degli interruttori a punto può essere messa in servizio senza calibrazione in regime di pieno o vuoto, sebbene alcuni modelli offrano opzioni di regolazione della sensibilità o del ritardo.

Adatti a diversi tipi di mezzo.

A seconda del modello, gli interruttori a forcella vibrante possono essere utilizzati con liquidi conduttivi o non conduttivi, polveri e materiali granulari.

Commutazione a livello di punto –

Ideale per allarmi di livello elevato, allarmi di livello basso, protezione contro il sovrallontamento e interlock di processo.

I commutatori a diapason sono generalmente insensibili al colore, alla trasparenza o alla conducibilità elettrica del prodotto. Ciò conferisce loro un ampio spettro di applicazioni rispetto ad alcune tecnologie puntiformi basate su proprietà ottiche o sulla conducibilità.

4. Le bolle, la schiuma, la turbolenza e l'accumulo influiscono sui commutatori a diapason?

I commutatori a diapason in genere tollerano bene il flusso normale, la presenza di bolle e un movimento superficiale moderato; tuttavia, non è corretto ritenere che tali condizioni non abbiano alcun effetto su di essi.

5. Qual è la differenza tra interruttori a forcella vibrante a liquido e a stato solido massivo?

Sebbene entrambi i tipi utilizzino una rilevazione a livello di punto basata su vibrazioni, le versioni a liquido e a stato solido massivo possono presentare strutture meccaniche, caratteristiche di vibrazione e impostazioni di sensibilità differenti.

Interruttore a manico a forchietta per liquidi;

Utilizzato per l'acqua, l'olio, i solventi, i prodotti chimici, le polveri liquide e altre applicazioni di rilevamento di livello elevato o ridotto di liquidi.

Interruttore di livellamento a manico vibrante per solidi in massa –

Utilizzato per polveri, granuli, pellet di plastica, cemento, ceneri volanti e altre applicazioni di livellamento puntuale con solidi in massa.

Nella selezione, è opportuno considerare la densità del prodotto, la granulometria, la fluidità, la tendenza alla compattazione e la posizione di montaggio, piuttosto che basarsi esclusivamente sull'aspetto esteriore.

6. Un interruttore di livellamento a manico vibrante è lo stesso di un misuratore di livellamento a manico vibrante?

Il termine ingegneristico più preciso è il commutatore di livello a forchettooppure il commutatore di livello in punto di vibrazione a forchettoo..

Questi strumenti forniscono normalmente un'indicazione distinta tra coperto e non coperto per la rilevazione a livello elevato o basso. Non effettuano misurazioni continue dell'intervallo da 0% a 100%. Per questo motivo, definirli come «misuratori di livello a diapason» continui potrebbe risultare fuorviante.

Nota terminologica:Per i liquidi si utilizzi «interruttore di livello a diapason»; per i polveri e i granuli si utilizzi «interruttore di livello a diapason vibrante» oppure «interruttore di livello a diapason per materiali in massa e solido». Qualora sia necessaria la misurazione continua del livello, si dovrebbero invece considerare tecnologie quali la misurazione a radar, a ultrasuoni, magnetostrittiva o idrostatica.

7. Un interruttore a forchetto di sintonizzazione richiede una calibrazione in campo?

La maggior parte degli interruttori a forchetto di sintonizzazione industriali non richiede una calibrazione in posizione vuota e piena, come invece avviene per un trasmettitore di livello continuo.

Dopo l'installazione, tuttavia, verificare:

• Che il mezzo possa coprire e rimuovere in modo affidabile il forchetto;

• Che la funzione di livello alto o di livello basso sia corretta;

• Che il funzionamento in modalità di sicurezza sia configurato correttamente;

• Che lo stato di uscita corrisponda alla logica del PLC o del DCS;

• Che ogni impostazione di ritardo temporale o di sensibilità sia appropriata per l'applicazione.

8. Come va selezionata l'orientazione di montaggio?

Non esiste una regola universale che richieda che ogni interruttore a diapason sia installato con un angolo fisso di 20° verso il basso. L'orientamento corretto dipende dal mezzo, dalla posizione di montaggio, dalla progettazione della forca e dalle istruzioni del produttore.

In alcuni modelli di lametta sintonizzabile per liquidi, la geometria della lametta favorisce un rapido drenaggio del liquido e un ripristino più rapido dopo la diminuzione del livello del prodotto. Si tratta di una caratteristica specifica del modello, piuttosto che di una proprietà universale presente in ogni interruttore a diapason.

9. Perché l'interruttore a diapason dovrebbe essere installato lontano dal flusso di riempimento?

Sebbene l'interruttore a diapason non disponga di un meccanismo di trasmissione meccanica, il diapason stesso costituisce un elemento meccanico che si estende all'interno del processo produttivo. L'impatto diretto di materiale ad alta velocità, di particelle solide di grandi dimensioni o di un getto di liquido ad alta pressione può causare:

• Deformazione meccanica della forchetta;

• Vibrazione anomala;

• Commutazione errata;

• Fatiga meccanica a lungo termine;

• Sollecitazione aggiuntiva sulla connessione di processo.

Il commutatore deve pertanto essere installato lontano dagli impatti diretti durante il riempimento. Laddove sia necessaria una protezione meccanica, la struttura di protezione non deve causare un effetto di ponte né impedire al fluido di processo di raggiungere correttamente la forca.

10. Perché l'angolo di riposo è importante nei silos per materiali in massa e solido?

Le polveri e i granuli di solito non formano una superficie orizzontale e piana. Il riempimento e lo svuotamento possono generare picchi e valli di materiale, nonché angoli di riposo variabili.

Una posizione di montaggio inadeguata può causare:

• un picco locale di materiale che copre un interruttore di livello elevato prima che il silo raggiunga effettivamente la piena;

• una valle locale che sblocca un interruttore di livello basso, nonostante rimanga materiale significativo in altre zone;

• un impatto diretto del riempimento sul bastone;

• un errore di commutazione persistente causato dal fenomeno di "bridging".

Le posizioni degli interruttori per livelli elevato e basso devono pertanto essere selezionate in base al punto di riempimento effettivo, alla configurazione di scarico, alla direzione del flusso del materiale e all'angolo di riposo.

11. Gli interruttori a tastiera possono essere utilizzati con liquidi ad alta viscosità?

Sì, a condizione che il modello selezionato sia idoneo alla viscosità effettiva e alle condizioni di accumulo.

La viscosità deve essere normalmente espressa comeviscosità dinamica in mPa·s o cP.I valori espressi in mm²/s o cSt indicano la viscosità cinematica e non possono essere confrontati direttamente con la viscosità dinamica senza tenere conto della densità.

Per liquidi ad alta viscosità, verificare:

• Se il materiale può accumularsi tra le punte della forchetta;

• Se permane un film liquido dopo il calo del livello;

• Tempo di commutazione e di riavvio;

• Se è necessario un design di forchetta adatto a fluidi viscosi.

12. Il circuito di uscita di un relè può controllare direttamente un motore o una valvola?

L'uscita di un relè di un interruttore a forchietta è generalmente destinata a fornire un segnale di commutazione a un PLC, a un sistema DCS, a un circuito di allarme o a un relè intermedio.

Anche qualora un contatto di relè sia caratterizzato, ad esempio, da 250 VAC / 5 A, non costituisce una buona pratica ingegneristica presumere che tale contatto possa commutare direttamente un motore di grandi dimensioni, una valvola solenoide o un altro carico induttivo.

Una configurazione più tipica è la seguente:

Interruttore a manico → PLC / Relè di interposizione / Contattore → Dispositivo di controllo finale

È opportuno utilizzare anche un sistema di soppressione di sovratensioni per carichi induttivi, laddove necessario.

13. Cosa va preso in considerazione per l'installazione all'aperto e in aree pericolose?

Ingresso del cavo

In caso di necessità, disporre il cavo in modo da formare un anello di deflusso, in modo che l'acqua piovana non scorra direttamente all'interno dell'involucro.

Sigillatura dell'involucro:

Verificare che le guarnizioni per cavi, i coperchi dell'involucro e gli ingressi non utilizzati siano adeguatamente sigillati.

Zone a rischio:

Utilizzare un modello adeguatamente certificato e rispettare i requisiti di certificazione pertinenti per il cablaggio e l'installazione.

Una regola del tipo «l'ingresso del cavo deve sempre orientarsi verso il basso» non dovrebbe essere applicata a ogni progetto. Il requisito fondamentale è seguire l'orientamento di montaggio consentito, garantendo al contempo una tenuta efficace e il corretto drenaggio dell'acqua.

14. Come vanno interpretate le specifiche tecniche tipiche?

Le seguenti informazioni sono destinate esclusivamente a costituire un riferimento generale per la selezione dei prodotti.per interruttori a forchetta di livello industriale e non deve essere considerata una specifica universale valida per ogni modello METRAVON.

FAQ: Interruttori a lametta per livello

Q1: Un interruttore a lametta per livello è un misuratore di livello continuo?

R: No. Viene utilizzato principalmente per la rilevazione di punti di livello elevato o basso e, normalmente, indica soltanto se la lametta è coperta o scoperta.

Q2: L'interruttore a lametta richiede una calibrazione in campo?

A: La maggior parte dei modelli non richiede una calibrazione complessa degli intervalli, ma dopo l'installazione è necessario eseguire un test operativo per confermare il funzionamento in modalità fail-safe, le impostazioni di ritardo e la logica di uscita.

D: Le bolle e la turbolenza influenzano il commutatore a diapason?

A: Bolle di media intensità e movimenti superficiali generalmente hanno un impatto limitato; tuttavia, in applicazioni specifiche, è opportuno valutare l'effetto di un'ariazione intensa, di un impatto ad alta velocità o di flussi bifase complessi.

D: Un interruttore a diapason può rilevare la schiuma?

R: Dipende dalla densità della schiuma, dal contenuto di liquido e dalla sensibilità dello strumento. La necessità di rilevare la schiuma va definita durante la fase di selezione.

D: Lo stesso interruttore a diapason può essere utilizzato sia per liquidi che per solidi in massa?

R: In genere, è consigliabile selezionare un modello specificamente progettato per liquidi o per solidi in massa, poiché la geometria del diapason e le sue caratteristiche di vibrazione possono differire.

Q6: È necessario installare il commutatore della forchetta di sintonizzazione con un angolo di 20° verso il basso?

A: No. L'installazione verticale, orizzontale o obliqua può risultare idonea, a seconda del prodotto e dell'applicazione. È opportuno seguire le specifiche istruzioni di installazione.

Q7: Perché il commutatore dovrebbe essere installato lontano dal punto di riempimento?

A: L'impatto diretto di materiale ad alta velocità o di corpi solidi di grandi dimensioni può danneggiare la forchetta, causare commutazioni anomale o ridurre la vita meccanica del dispositivo.

Q8: È possibile utilizzare gli interruttori a tastiera di sintonizzazione con liquidi ad alta viscosità?

R: Sì, purché il modello sia adatto alla viscosità effettiva e alle condizioni di accumulo del liquido. Va inoltre preso in considerazione il comportamento di riimpostazione dopo che il liquido ha lasciato la tastiera.

Q9: Il relè può pilotare direttamente un motore?

A: Nella maggior parte dei sistemi industriali, carichi di maggiori dimensioni sono meglio controllati tramite un PLC, un relè intermedio o un contattore, piuttosto che direttamente attraverso i contatti di un relè a forcella vibrante.

Q10: Quali informazioni fornisce? METRAVON È necessario selezionare il commutatore per la sonda a forcina?

A: Si prega di fornire il mezzo di trasporto, sia esso liquido o solido, la densità, la viscosità, la granulometria, la temperatura, la pressione, la tendenza alla formazione di depositi o alla cristallizzazione, la posizione di montaggio, il collegamento di processo, l'alimentazione, il tipo di uscita e i requisiti per le aree a rischio.

Conclusione

Un interruttore a manico a forchietta è uno strumento basato sulle vibrazioni, utilizzato perfunzioni di rilevamento di livello elevato, livello basso, sovraccarico e altre funzioni di rilevamento a livello di puntoI suoi principali vantaggi includono l'assenza di trasmissione meccanica, una messa in servizio generalmente semplice, bassi requisiti di manutenzione e progettazioni dedicate per liquidi e solidi in bulk. Il funzionamento affidabile di

dipende daselezionare la versione corretta, liquida o solida, confermare la densità media e la viscosità, evitare gli effetti del riempimento diretto, scegliere l'orientamento di montaggio appropriato e allineare l'uscita al carico del sistema di controlloRegole fisse, come l'angolo di montaggio obbligatorio di 20° o le affermazioni di completa immunità alla schiuma e all'accumulo, non devono essere applicate in modo universale. I commutatori di livello a forchetto

METRAVON I commutatori a lametta possono essere configurati con modelli di lametta idonei, collegamenti di processo e opzioni di uscita in base al mezzo di processo, alla temperatura, alla pressione, alla posizione di montaggio e ai requisiti del sistema di controllo, garantendo allarmi affidabili per livelli elevati e bassi, protezione contro il sovrallaccio e interblocco di processo.