Endress+Hauser Liquiphant FTL51B — вибрационный сигнализатор уровня для промышленной автоматизации

Endress+Hauser Liquiphant FTL51B — вибрационный сигнализатор предельного уровня с удлиненной измерительной частью. Прибор фиксирует погружение чувствительной вилки в жидкость и передает дискретный сигнал в систему управления. В отличие от непрерывного уровнемера он определяет достижение заданной отметки. FTL51B используют для защиты резервуаров от переполнения и предотвращения сухого хода насосов. Работа датчика не требует электропроводности продукта и практически не зависит от диэлектрической проницаемости. Допустимые условия определяются конфигурацией прибора и характеристиками жидкости.

Технические характеристики

Характеристики зависят от материалов, электроники и технологического исполнения. Указанные предельные значения относятся к соответствующим вариантам FTL51B:

• метод — вибрационное обнаружение с пьезоэлектрическим возбуждением вилки,
• измеряемая величина — состояние погружения в контрольной точке,
• плотность жидкости — от 0,5 г/см3 при соответствующей настройке,
• вязкость — до 10 000 мПа·с с учетом эксплуатационных ограничений,
• температура среды — от −50 до +150 C для предусмотренных исполнений,
• давление процесса — от вакуума до 100 бар для рассчитанных на это версий,
• длина удлинительной трубы — до 6000 мм в доступных конфигурациях,
• смачиваемые детали — нержавеющая сталь 316L в стандартных вариантах,
• степень защиты — до IP66/IP68 при надлежащей герметизации вводов,
• температура окружающей среды — обычно от −40 до +70 C с учетом модуля,
• варианты выхода — PNP, реле, PFM, NAMUR либо коммутация переменного тока.

Конструкция и материалы

Основу устройства составляет камертонный резонатор, связанный с пьезоэлементом. Удлинительная труба размещает вилку на требуемой глубине, а корпус электроники остается над монтажной точкой. Конструктивные узлы выполняют следующие функции:

• камертонная вилка — взаимодействует с жидкостью и меняет характеристики колебаний,
• пьезосистема — возбуждает резонатор и считывает его механический отклик,
• удлинительная труба — определяет расположение контрольной точки,
• процессное присоединение — фиксирует прибор и герметизирует резервуар,
• электронный модуль — анализирует колебания и переключает выход,
• кабельные вводы и клеммы — подключают питание и сигнальные цепи.

Предусмотрены резьбовые и фланцевые присоединения. Диаметр, уплотнения и давление определяются конкретным исполнением. При контакте с химически активными средами учитывают совместимость материалов: даже сталь 316L не устойчива ко всем реагентам.

Принцип действия

Пьезоэлемент возбуждает вилку на резонансной частоте, составляющей в воздухе приблизительно 1 кГц. Погружение увеличивает присоединенную массу жидкости и изменяет частоту колебаний. Электронная схема сравнивает сигнал с порогом и выдает команду переключения. При выходе вилки из жидкости резонансные характеристики восстанавливаются. Для работы не нужен поплавковый шарнир или измерение гидростатического давления. Однако осадок, кристаллизация и механическая блокировка вилки могут вызвать ошибку. Реакция на пену зависит от ее плотности и структуры; обнаружение поверхности пены не гарантируется.

Режимы работы и электронные модули

Направление безопасного переключения определяется задачей. В схемах контроля применяют следующие режимы:

• MAX — сигнализация верхнего уровня для предотвращения перелива,
• MIN — сигнализация нижнего уровня для защиты насосов,
• диагностика — переход в безопасное состояние при выявленной неисправности,
• функциональная проверка — тестирование цепи при наличии нужных средств.

Электроника выбирается по типу внешней цепи. FEL61 предназначен для двухпроводного подключения к переменному току, FEL62 — для трехпроводного питания постоянным током и выхода PNP. FEL64 коммутирует релейные контакты, FEL67 формирует PFM-сигнал, FEL68 использует интерфейс NAMUR. Это альтернативные модули: одновременно все перечисленные выходы не устанавливаются. Для FEL61 диапазон питания составляет 19–253 В AC при частоте 50/60 Гц; для FEL62 — 10–55 В DC. Релейный выход может использоваться для управления дискретным входом контроллера в системе, однако допустимая нагрузка зависит от исполнения.

Монтаж и ограничения

Вилка должна свободно колебаться и не касаться стенок или внутренних деталей резервуара. При вертикальном монтаже контрольная отметка зависит от длины трубы. При боковой установке учитывают направление потока, накопление осадка и механические нагрузки. Требования к размещению включают:

• установку вилки вне зоны прямого удара входящей струи,
• зазор до стенок, мешалок и нагревательных элементов,
• ориентацию с учетом потока и вероятности образования отложений,
• герметизацию присоединения с учетом давления и температуры,
• соблюдение электрической схемы выбранного модуля,
• проверку срабатывания MAX или MIN перед пуском.

Для опасных зон применяются исполнения с необходимыми разрешениями и схемами подключения. В защитных функциях следует учитывать требования IEC 61508 и документацию к заказанному варианту. Допуск отдельного прибора не подтверждает функциональную безопасность всей системы.

Таким образом, Liquiphant FTL51B реализует предельный контроль уровня путем регистрации изменения резонанса камертонной вилки. Исполнения с разными присоединениями и выходами используются в цепях сигнализации и автоматической защиты. Компания «Олниса» поставляет промышленное оборудование, включая вибрационные сигнализаторы Endress+Hauser FTL51B. Поставки измерительной техники «Олниса» предназначены для предприятий, эксплуатирующих технологические емкости и насосные установки.