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Analyse der maximal zuverlässigen Betriebstemperatur von Vibrationsgrenzschaltern

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Die Betriebssicherheit des piezoelektrischen Keramikbauteils bestimmt die zuverlässige Betriebstemperatur des Vibrationsgrenzschalters.

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Piezoelektrische Bauteile sind die Kernelemente von Vibrationsgrenzschaltern, und piezoelektrische Keramiken sind die am häufigsten verwendeten piezoelektrischen Bauteile. Im Allgemeinen werden die Komponenten zum Antreiben und Erfassen von Schwingungen, die aus mehreren piezoelektrischen Keramikelementen bestehen, auch als piezoelektrische Keramikkomponenten bezeichnet. Bei der Konstruktion von Vibrationsgrenzschaltern sollten die piezoelektrischen Keramikkomponenten eng an der Vibrationssonde angebracht werden, um die Antriebseffizienz und die Betriebssicherheit zu verbessern. Wenn das Gerät in einer bestimmten Anwendung installiert wird, muss die gesamte Sonde in den Lagertank oder die Rohrleitung eingeführt werden. Daher ist die Betriebssicherheit der piezoelektrischen Keramikkomponente ausschlaggebend für die zuverlässige Betriebstemperatur des Vibrationsgrenzschalters.

Die Betriebszuverlässigkeit piezoelektrischer keramischer Komponenten wird von vielen Faktoren beeinflusst, z. B. von der Prozesstemperatur, der Umgebungsfeuchtigkeit, der Vorspannung der Baugruppe und der Spannung der festen Teile. Die Temperatur ist die wichtigste Komponente, da die Struktur der halbstabilen Domänen (nicht 180°-Domänen) in piezoelektrischen Keramiken durch thermische Energie, die bei hohen Umgebungstemperaturen freigesetzt wird, leicht verändert werden kann, was zu einer Depolarisierung einiger Domänen und einer Alterung der elektrischen Eigenschaften führt; insbesondere bei plötzlichen Temperaturänderungen neigt die plötzliche Ansammlung von thermischer Energie dazu, die Domäne zu drehen und die piezoelektrische Keramik zu depolarisieren, und dieser Abbau ist irreversibel. Die Dielektrizitätskonstante wird verwendet, um die Leistungsparameter der piezoelektrischen Keramik ε， Piezokonstante D, elektromechanischer Kopplungskoeffizient Kp, Qualitätsfaktor QM, Curie-Temperatur Tc, usw. zu messen. Die Curie-Temperatur Tc bestimmt die maximale Temperatur, bei der das piezoelektrische Keramikmodul langfristig zuverlässig arbeiten kann. Ausgehend von der Temperaturleistungskurve piezoelektrischer Keramiken darf die maximale Temperatur, bei der die piezoelektrischen keramischen Komponenten zuverlässig und dauerhaft arbeiten können, die Hälfte des Wertes ihrer Curie-Temperatur Tc nicht überschreiten.

Das Befestigungs- und Montagedesign der piezoelektrischen Keramikkomponenten der Jiwei-Füllstandschalterprodukte berücksichtigt die strenge Hochtemperatur-Arbeitsumgebung und fügt eine Temperaturpuffer-Isoliervorrichtung in die piezoelektrischen Keramikkomponenten ein. Selbst wenn sich die Prozesstemperatur plötzlich ändert, bleibt die Temperatur der gesamten Komponenten stabil und steigt nur mäßig an, so dass die hervorragende Gesamtleistung des Geräts gewährleistet ist.

Jiwei hält sich streng an die internationalen Industriestandards. Die nominale maximale, langfristig zuverlässige Prozesstemperatur des Vibrationsgrenzschalters beträgt 250 ℃. Für ultrahohe Temperaturen über 250 ℃ wurde von Jiwei ein Ultrahochtemperatur-Schwingstab-Füllstandschalter mit Wasserkühlung (Luftkühlung) entwickelt. Dieses Gerät besteht aus einem Muffenrohr und dessen Sockel, einem Prozessanschluss sowie Luft-/Wassereinlass- und Entlüftungskomponenten. Die Öffnungen für den Luft-/Wassereinlass und die Entlüftung am Prozessanschluss sind mit einem Kapillarrohr aus Kupfer und einer Klemmhülse ausgestattet. Die Luft- oder Wasserströmung tritt durch das Kapillarkupferrohr in das Innere des Schwingstab-Niveauschalters ein und senkt die Temperatur durch die Luft- oder Wasserströmung auf unter 250℃, um die zulässige Arbeitstemperatur der piezoelektrischen Keramik und der Hochtemperaturdrähte zu erreichen. Dieses Design macht die vibrierende Stab-Niveauschalter kann zuverlässig bei einer Temperatur von bis zu 400℃ arbeiten, und erweitert erheblich sein Anwendungsgebiet.

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