广州市威恒电子有限公司高温胶位传感器WKCH2-B62在食品医药行业高粘度物料灌装线中缺料报警检测高温料液有无的应用案例

一、 背景引入：甜蜜的“烦恼”——高速发展的食品酱料行业

在当今的食品加工与医药制造行业中，高粘度流体的自动化处理一直是技术难点。以客户——河北某知名食品集团为例，该集团是中国北方大型的果酱、巧克力酱及烘焙馅料生产商，为多家一线乳企和烘焙连锁品牌提供OEM代工服务。该集团拥有多条全自动无菌灌装生产线，日处理果酱、巧克力酱料能力超过200吨。

在果酱（如草莓、蓝莓酱）和巧克力酱的生产灌装环节，物料通常处于高温（80℃-220℃不等）熔融或半流动状态，具有高粘稠度、含糖量高、易结晶、易挂壁等特点。如何精准检测高温灌装线中“料箱/缓存罐”内的物料有无，实现缺料报警与自动供料，是保证灌装精度、防止空包、提升设备OEE（综合设备效率）的关键。

二、 困境直击：传统液位检测的“三座大山”

在引入威恒电子方案前，该客户在巧克力注浇机及果酱灌装线的缓存料斗上，主要面临三大痛点：

1. 设备名称与具体困境：

该设备为全自动果酱/巧克力定量灌装机。其缓存料斗位于灌装头正上方，用于储存从熬煮锅输送过来的高温酱料。

当前困境：由于巧克力（即使在40-50℃也是高粘稠体）和果酱（含有果肉颗粒）的特性，物料极易在检测探头上结焦、挂料。

2. 老方案原理与故障分析：

原先使用某品牌的音叉式料位开关。

检测原理：基于压电晶体驱动音叉振动，通过频率变化判断是否接触物料。

故障分析：由于高粘度物料粘附在音叉叉体上，增加了振动阻尼，导致误报警（一直显示有料）或不报警（即使料位已空，由于结块卡死，音叉无法恢复共振频率）。特别是在清洗间歇期，凝固的巧克力块像石头一样包裹住探头。

3. 问题与代价：

经济损失：因误报警导致供料中断灌装头空抽，一次生产废品可达数百公斤，直接经济损失上千元，且次品率升高

停机损失：为了排除假报警，产线必须停机。工人需要拆卸沉重的料斗，使用高温蒸汽喷枪融化凝固的酱料以清理探头，每次清洗耗时45-60分钟，严重影响交货期。

安全隐患：频繁拆卸导致料斗密封圈老化，高温酱料泄漏有烫伤风险。

4. 寻找新方案的必要性：

客户急需一款 “不挂料、耐高温、吃得准” 的传感器，必须同时满足FDA食品安全接触要求（直接接触酱料无析出）以及高湿高温的冲洗环境。

三、 解决方案：威恒电子WKCH2-B62高温料位传感器

针对上述痛点，我们向客户推荐并试用了威恒电子研发的高温料位传感器，型号：WKCH2-B62。该产品专为极端工况下的粘稠物料检测设计。

1. 产品核心参数与认证

产品名称：高温料位传感器 / 电容式耐高温开关

型 号：WKCH2-B62

品质认证：

专利号：ZL 2021 2 1452228.6（实用新型）

CE认证： CE认证（符合EMC 2014/30/EU指令）

ROHS认证：RoHS认证（符合2011/65/EU指令）

防护等级：IP67 / IP69K（耐高压蒸汽冲洗）。

防爆等级：Exia IIC T4 Ga（本安型，可选，适用于酒精香料环境）。

2. 详细技术参数

探头材质：特氟龙（铁氟龙/PTFE） 全包覆（食品级）。

耐温范围：-40℃ ~ +250℃（长期稳定）

供电电源：24V DC

输出信号：开关量输出（NPN/PNP可选），常开/常闭可调。

响应时间：≤0.5s。

连接螺纹：G1/2" / 3/4" 卡盘式快接（便于清洗）。

3. 产品原理介绍

WKCH2-B62采用电容式感应原理。探头与容器壁（或参考地）构成一个电容器。当由于料位变化（有料/无料）导致介电常数发生变化时，电容量随之变化。内置专用IC将电容变化转换为开关信号。

公式：C = ε * (S/d)

当高介电常数的酱料（ε较大）接触PTFE探头时，电容值剧增；当无料时（空气ε≈1），电容值恢复。

开关量逻辑：

有料状态：电容值 > 设定阈值 → 输出“导通”信号（或NPN低电平）→ 停止进料。

缺料状态：电容值 < 设定阈值 → 输出“断开”信号（或NPN高电平）→ 启动缺料报警并连锁启动供料泵。

四、 亮点与匹配分析：为什么选择WKCH2-B62？

针对客户的高粘度、高温、食品级三大核心要求，WKCH2-B62展现出了压倒性优势：

1. 铁氟龙+食用级认证（核心亮点）

匹配原因：客户酱料呈弱酸性（pH 3.5-5.5），且巧克力含大量油脂。常规金属探头会腐蚀或粘附。

技术优势：WKCH2-B62采用特氟龙（PTFE） 探头。根据材料学特性，PTFE具有极低的表面能（不粘性）和摩擦系数，酱料像“荷叶上的水珠”一样无法附着，即使有轻微挂壁，在重力或震动下也会滑落，彻底解决了“粘料误报”的死穴。

安全性：材料通过FDA认证，即使在250度高温下也不释放有毒物质，直接接触巧克力酱毫无压力。

2. 耐高温250度

匹配原因：巧克力保温温度通常为50℃，但CIP清洗（在线清洗）时会通入140℃的高温蒸汽或热水；某些特殊果酱熬煮后直接灌装温度高达180℃。

技术优势：该传感器内部采用高温陶瓷电容与耐高温电缆，全密封结构，可在-40℃~250℃范围内稳定输出，无温漂，从容应对SIP（在线灭菌）高温冲击。

3. 抗干扰与高灵敏度

环境适配：灌装线附近有变频电机（电磁干扰）和震动。WKCH2-B62具备智能数字滤波技术，抗EMC干扰强。灵敏度可调（最高0.5pF分辨率），即使是半固态、流动性差的酱料也能精准识别

六、 使用效果对比与优势说明

经过为期一个月的连续运行监测，对比数据如下：

客户反馈：“自从换了威恒这款带铁氟龙探头的传感器，我们的巧克力灌装机就像长了眼睛一样精准。再也没有因为探头粘料而停机清理，而且IP69K的防护等级，直接拿高温水枪冲都没事！”

总结经验：

在高粘度、高温的恶劣工况下，传感器的材质选择是成功的关键。WKCH2-B62利用铁氟龙的不粘性和耐高温性，从物理层面解决了电容/音叉类传感器“挂料”的行业通病。这种“材料+电子”的双重创新，是解决工业痛点的最佳路径。

威恒公司简介与微创新

公司/事业部介绍：

威恒电子科技有限公司，专注于工业自动化传感器的研发、制造与销售，是国家高新技术企业、专精特新“小巨人”企业。如需更详细的技术参数或定制服务，请联系威恒电子余工13825159505

特长与实力：公司拥有完整的研发体系和先进的生产线，尤其在特种工况传感器（高温、高压、强腐蚀）领域积累了深厚的技术底蕴。我们坚持“以客户需求为导向，以技术创新为驱动”，致力于为客户提供最可靠的工业传感解决方案。

个人微创新：在服务A客户的过程中，我们的工程师根据现场胶锅的独特结构，设计了一款带有角度调节功能的安装支架，使探头能以最佳角度浸入胶液，既避免了气泡干扰，又减少了胶水流动对探头的冲击，这一“微创新”进一步提升了检测的稳定性和传感器寿命。

注意事项说明：

1.安装时请勿让探头靠近金属锅壁，以免干扰。

2.调试时，灵敏度不宜调得过高，以免因胶液轻微波动产生误信号。

3.定期巡检时，可用软布擦拭探头表面，保持清洁。

4.请务必在断电状态下进行接线或维护操作。