低温蒸发设备中的Waytop变频电容式料位传感器WKC319-NP解决泡沫/污水液位传感器易误报痛点的应用案例

一、前提摘要

低温蒸发/蒸馏设备是高盐废水、危废处理领域的核心环保装备，其通过真空负压降低沸点（通常≤60℃）实现废液浓缩与资源回收。泡沫料位控制是该类设备的关键环节：过度发泡会导致“液沫夹带”，使蒸馏后冷凝水COD超标；而发泡不足则降低蒸发效率。WKC319变频电容接触式泡沫料位传感器（以下简称“WKC319”）通过融合变频技术与电容感应原理，解决了低温高湿环境下泡沫与液体的精准识别难题。该传感器已在江苏某危废处理企业的MVR低温蒸发系统中成功应用，实现泡沫料位的精准识别，消泡剂用量降低40%，设备连续运行周期延长至180天。

二、行业痛点

低温蒸发设备在WKC319应用前面临以下泡沫检测痛点：

1.泡沫-液体识别困难：传统电容传感器无法区分泡沫（介电常数εr≈1.2~1.8）与液体（εr≈80），误判率高达30%，导致消泡剂误投或蒸发室溢泡；

2.探头材质耐腐蚀性不足：普通传感器多采用304不锈钢或黄铜材质，在含酸碱废液（pH 2~12）中易发生点蚀或晶间腐蚀，平均寿命仅8~12个月，更换成本占设备维护费用的25%。

3.结垢与附着问题：接触式探头表面易附着油脂、盐结晶或有机物残渣，形成绝缘层，导致电容信号衰减。例如，在高盐废水蒸发中，探头结垢厚度每周增加0.3mm，需每月拆卸清洗，停机维护时间累计超8小时/台。

· 3. 电磁干扰敏感：低温蒸发设备中的真空泵、加热器等产生强电磁噪声，普通传感器缺乏滤波算法，信号信噪比（SNR）＜20dB，易出现“跳变”或“无输出”故障。

三、传感器工作原理

WKC319-NP基于变频电容式传感原理设计，专利号:ZL2021 3 0402594.X，不同于固定频率的传统电容传感器，WKC319-NP内置智能处理器可动态调整其工作频率。当物料粘附在探杆上形成“挂料层”时，挂料层与真实物料层的介电特性通常不同。变频技术能智能识别并区分由真实料位变化引起的电容变化和由挂料引起的电容变化，有效抑制挂料导致的误动作，尤其擅长处理高粘度、易挂料介质。

四、性能参数与核心优势

1. 关键性能参数：

· 工作电压：24V DC，适配工业自动化标准电源；

· 工作电流：≤0.1A，低功耗设计，支持长时间连续运行；

· 输出方式：NPN+PNP双路输出，常闭/常开可选；

· 调节方式：2种调节方式，磁铁（赠送）或手持器（需另购）进行调节传感器灵敏度

· （1）磁铁设置方式：

· ①切换常开/常闭：将传感器断电，磁铁对准传感器S点后通电，等信号灯红绿灯交替闪烁，拿走磁铁

· ②调节灵敏度：将传感器断电，传感器感应头接触液体，磁铁对准传感器S点后通电，等信号灯绿灯闪烁，拿走磁铁。

· （2）手持器设置方式：

· ①将传感器接通手持器

· ②将传感器感应头接触物料

· ③观察手持器接触物料后当前值和在空气中的当前值分别是多少

· ④设定值取这2个数值的中间值即可

· 材质与结构：探头采用peek材质，外壳采用316L不锈钢，耐压力范围0-4mpa，螺纹尺寸为G1/2管螺纹。

· 接线方式：

·   我们的传感器为四芯线，棕线、蓝线、黑线、和白线，棕线接正极24v，蓝线接负极0v，黑线负极接NPN（低电平0v输出），白线正极接PNP（高电平24v输出），接线时，黑线白线二选一即可。

· 安装方式：如打孔可采用侧面安装/顶部安装/底部安装（非平齐安装）

2. 核心优势：

①本安防爆与高防护性能，适配复杂工业环境

WKC319通过本安防爆认证（Ex ia IIC T6 Ga）(编号：CNEx22.6239X），可直接用于易燃易爆场景（粉末、汽油），同时探头防护等级达IP68，防水防尘性能优于行业平均水平（IP67），且最高耐压1MPa，能适应高压清洗或密封罐内的严苛工况，解决传统传感器在潮湿、粉尘、高压环境下的故障问题。

②智能示教与精细设定，简化调试流程

支持一点示教学习功能，用户无需专业知识即可通过手持器（需另购）完成参数校准（如空罐/满罐阈值设定），调试时间从传统传感器的2小时缩短至2分钟；同时提供上机位软件（支持Windows系统），可精细化调整检测灵敏度等参数，适配不同物料特性（如粘稠膏体、低介电常数液体）

③多功能输出与定制化能力，满足柔性生产需求

除标准开关量信号外，内置PWM脉冲输出功能，可直接驱动电磁阀或报警器，减少中间控制器成本；支持定制化开发，如探头长度、螺纹尺寸、材质等，适配灌装机、包装机的非标准安装场景。

④宽范围兼容与抗干扰设计，提升检测稳定性

采用变频电容检测技术，通过动态调整检测频率（10kHz-1MHz），可适应介电常数1.5-80的物料（如纯净水、润滑油、塑料颗粒），避免传统电容传感器对物料类型的局限性。

五、对比同类型传感器的优势

六、实际应用成效

江苏某危废处理企业（年处理废液10万吨）于2024年6月在3套MVR低温蒸发系统中应用WKC319后，取得以下成效：

运行稳定性提升：
泡沫料位控制精度从±5mm提升至±2mm，蒸发室溢泡事故从每月3~4次降至0次，冷凝水COD值稳定＜50mg/L，达标排放率100%。

运维成本下降：
传感器年更换次数从2次/台降至0.2次/台，结霜清理时间从8小时/周减少至0.5小时/月，单台设备年节省维护成本约2.3万元。

能耗与药剂优化：
消泡剂用量从1.2kg/吨废液降至0.72kg/吨，年节省药剂费用45万元；因泡沫控制精准，蒸发效率提升8%，年节电约12万度。

数字化管理升级：
通过物联网平台实时监测泡沫厚度变化趋势，建立“泡沫预警-自动消泡-效果反馈”闭环控制，人工干预频次减少60%。

七、其他应用行业

除环保低温蒸发/低温蒸馏设备外，WKC319还可应用于：

· 石油与能源：燃料油储罐、润滑油箱、添加剂罐、油气处理装置中的分离器液位控制、污水罐。

· 化工行业：各类原料储罐（酸、碱、溶剂、树脂）、反应釜（液位安全联锁、加料控制）、中间产品罐、成品罐的高低液位报警与泵控。其耐腐蚀性和抗挂料性优势突出.

· 粉体与颗粒料处理：筒仓（粮食、饲料、塑料颗粒、水泥、粉煤灰）的料位控制，防止溢料或空仓（需注意极高介电常数的粉体）

· 环保水处理设备：自来水厂/污水厂的混凝池、沉淀池、清水池、加药罐、污泥储罐的高低液位监测及泵/阀门控制。

八、结论

WKC319变频电容接触式泡沫料位传感器通过技术创新解决了低温蒸发设备的泡沫检测难题，其核心优势体现在宽范围兼容抗干扰设计与精细化调节灵敏度。实际应用数据表明，该传感器可使设备连续运行周期延长2倍，运维成本降低60%，为环保行业提供了“精准感知-智能控制-降本增效”的全链条解决方案。

九、灌装机/包装机客户实际应用图片分享

十、关于威恒电子

广州市威恒电子有限公司传感器部门依托公司2009年成立以来的技术积累，专注于工业传感器的研发、生产与销售，部门主导的产品液位/料位传感器，广泛应用于食品、制药、包装、电子、汽车制造等工业自动化领域，以及轨道交通、航空航天、医疗设备等高端场景，拥有多项自主知识产权专利，擅长光电、电容、超声波等技术的创新应用，以“专注于品质、创新、服务”为理念，为客户提供定制化检测解决方案，实现液位物位检测等功能。

十一、资料索取

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