1.     情況說明

本案例客戶是華中地區(qū)著名乳品企業(yè)之一，以生產(chǎn)巴氏低溫奶和常溫酸奶而聞名。在未使用anderson-negele的NSL-M系列桿式連續(xù)液位之前，客戶用雙桿型電導(dǎo)式高低液位開關(guān)來控制液位，但由于待裝罐中氣泡較多，而此類型液位開關(guān)根本無法分辨泡沫，以至于頻繁發(fā)出誤報(bào)警，造成泵頻繁啟停，導(dǎo)致其維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用居高不下。客戶希望用anderson-negele的連續(xù)液位NSL-M能解決頻繁誤報(bào)警的問題，從而延長泵的維護(hù)間隔。

2.     anderson-negele解決方案

NSL-M是一款具有二次測(cè)量原理的電位式連續(xù)液位，其原理使得NSL-M可區(qū)分探桿是否浸沒在料液或者泡沫中，并輸出4-20mA的連續(xù)液位。在此應(yīng)用中由于客戶現(xiàn)場(chǎng)PLC只能接受開關(guān)量信號(hào)，所以通過二次儀表從而解決了兼容的問題。

圖1.      防泡沫的連續(xù)液位NSL-M安裝在鮮奶待裝罐上

通過現(xiàn)場(chǎng)一個(gè)月的測(cè)試，完全滿足了客戶的需求，最后客戶直接將剩余的兩條灌裝線的液位開關(guān)更換成anderson-negele的NSL-M連續(xù)液位。

3.     優(yōu)勢(shì)

a)    消除假報(bào)警，二次測(cè)量原理解決了泡沫對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響；

b)    延長了泵的使用壽命，減少了客戶的維修量和維護(hù)費(fèi)用；

c)    提高生產(chǎn)效率，增加鮮奶產(chǎn)量；

4.     背景知識(shí)：NSL測(cè)量原理

NSL是一款就有二次測(cè)量原理的電位式連續(xù)液位傳感器。電位式測(cè)量技術(shù)（測(cè)量原理見圖2所示）通過測(cè)量電極棒和金屬容器壁之間的電壓比變化來測(cè)量液位。由于介質(zhì)的導(dǎo)電率以及電容特性，介質(zhì)內(nèi)部會(huì)形成一個(gè)電流場(chǎng)。而由這個(gè)電流場(chǎng)所產(chǎn)生的電壓比與探棒浸沒長度是成比例的。因?yàn)闇y(cè)量只考慮電壓比這一項(xiàng)參數(shù)，因此介質(zhì)的特性，特別是導(dǎo)電率的大小，對(duì)測(cè)量結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生任何影響。

圖2.      電位式測(cè)量原理

該傳感器借助一個(gè)二次測(cè)量系統(tǒng)來提供關(guān)于電極棒在介質(zhì)中浸沒情況的信息。這種系統(tǒng)通過對(duì)電氣共振特性進(jìn)行分析來檢測(cè)泡沫并在測(cè)量結(jié)果中進(jìn)行抑制，從而可靠地防止粘性物和氣泡所造成的測(cè)量誤差：

a)     當(dāng)NSL還未浸入泡沫或介質(zhì)時(shí)（如圖3中1幅所示），NSL發(fā)出高頻電壓震蕩，其振幅最大（如2幅所示），二次測(cè)量原理分析對(duì)此振幅進(jìn)行分析。我們可將此過程簡化為甩動(dòng)一端可自由擺動(dòng)繩子來說明，此時(shí)儀表分析的就是繩子擺動(dòng)的位移（振幅）（具體見3幅所示）。

b)     當(dāng)NSL浸入泡沫但未在介質(zhì)中時(shí)（如圖4中1幅所示），二次測(cè)量原理會(huì)測(cè)量到較低的振幅（如2幅所示），此時(shí)的振幅相對(duì)而言還是比完全浸入介質(zhì)時(shí)高，所以忽略此時(shí)的液位數(shù)據(jù)。還是以擺繩模型來說明，此時(shí)在甩動(dòng)端增加一個(gè)重量，這時(shí)繩子的位移（振幅）（具體見3幅所示）會(huì)比空氣中時(shí)變小。圖3.      測(cè)量原理：當(dāng)NSL處在空氣中時(shí)

c)     當(dāng)NSL浸入泡沫和介質(zhì)中時(shí)（如圖5中1幅所示），二次測(cè)量原理會(huì)測(cè)量到很低的振幅（如2幅所示），此時(shí)傳感器就感知已浸入介質(zhì)中，此時(shí)才顯示正確液位，以4…20mA的方式輸出連續(xù)液位信號(hào)至PLC。對(duì)擺繩模型來說明，大重量增加到了甩動(dòng)端，以至于測(cè)量到的繩子位移（振幅）（具體見3幅所示）很小。