不惧泡沫的连续液位NSL-M在鲜奶待装罐上的应用实例

1.     情况说明

本案例客户是华中地区著名乳品企业之一，以生产巴氏低温奶和常温酸奶而闻名。在未使用anderson-negele的NSL-M系列杆式连续液位之前，客户用双杆型电导式高低液位开关来控制液位，但由于待装罐中气泡较多，而此类型液位开关根本无法分辨泡沫，以至于频繁发出误报警，造成泵频繁启停，导致其维护量和维护费用居高不下。客户希望用anderson-negele的连续液位NSL-M能解决频繁误报警的问题，从而延长泵的维护间隔。

2.     anderson-negele解决方案

NSL-M是一款具有二次测量原理的电位式连续液位，其原理使得NSL-M可区分探杆是否浸没在料液或者泡沫中，并输出4-20mA的连续液位。在此应用中由于客户现场PLC只能接受开关量信号，所以通过二次仪表从而解决了兼容的问题。

图1.      防泡沫的连续液位NSL-M安装在鲜奶待装罐上

通过现场一个月的测试，完全满足了客户的需求，最后客户直接将剩余的两条灌装线的液位开关更换成anderson-negele的NSL-M连续液位。

3.     优势

a)    消除假报警，二次测量原理解决了泡沫对测量信号的影响；

b)    延长了泵的使用寿命，减少了客户的维修量和维护费用；

c)    提高生产效率，增加鲜奶产量；

4.     背景知识：NSL测量原理

NSL是一款就有二次测量原理的电位式连续液位传感器。电位式测量技术（测量原理见图2所示）通过测量电极棒和金属容器壁之间的电压比变化来测量液位。由于介质的导电率以及电容特性，介质内部会形成一个电流场。而由这个电流场所产生的电压比与探棒浸没长度是成比例的。因为测量只考虑电压比这一项参数，因此介质的特性，特别是导电率的大小，对测量结果不会产生任何影响。

图2.      电位式测量原理

该传感器借助一个二次测量系统来提供关于电极棒在介质中浸没情况的信息。这种系统通过对电气共振特性进行分析来检测泡沫并在测量结果中进行抑制，从而可靠地防止粘性物和气泡所造成的测量误差：

a)     当NSL还未浸入泡沫或介质时（如图3中1幅所示），NSL发出高频电压震荡，其振幅最大（如2幅所示），二次测量原理分析对此振幅进行分析。我们可将此过程简化为甩动一端可自由摆动绳子来说明，此时仪表分析的就是绳子摆动的位移（振幅）（具体见3幅所示）。

b)     当NSL浸入泡沫但未在介质中时（如图4中1幅所示），二次测量原理会测量到较低的振幅（如2幅所示），此时的振幅相对而言还是比完全浸入介质时高，所以忽略此时的液位数据。还是以摆绳模型来说明，此时在甩动端增加一个重量，这时绳子的位移（振幅）（具体见3幅所示）会比空气中时变小。图3.      测量原理：当NSL处在空气中时

c)     当NSL浸入泡沫和介质中时（如图5中1幅所示），二次测量原理会测量到很低的振幅（如2幅所示），此时传感器就感知已浸入介质中，此时才显示正确液位，以4…20mA的方式输出连续液位信号至PLC。对摆绳模型来说明，大重量增加到了甩动端，以至于测量到的绳子位移（振幅）（具体见3幅所示）很小。