广州市威恒电子有限公司WKC-H1304-NP电容式锥形液位传感器在CIP清洗设备中用于检测清洗剂高位停止供料的应用案例

在食品、饮料、生物制药等行业，CIP（CleanInPlace，原位清洗）系统是确保生产设备卫生安全的关键环节。乳品厂、饮料厂和生物制药车间等企业广泛依赖CIP系统来完成管路、发酵罐、灌装阀等设备的内部清洗。一套标准的CIP流程包括碱洗、酸洗和热水消毒三个步骤，整个过程通常需要30-45分钟。在这一过程中，碱液温度必须维持在80℃以上，酸液温度在70℃左右，才能有效剥离蛋白质和钙垢，确保清洗效果。

一、行业背景与客户需求

然而，液位监测环节一直是CIP系统的痛点。公开调研显示，仍有30%的工厂在液位监测环节使用浮球或普通电容开关。这些传统设备在高温环境下容易出现浮球轴承卡滞、水垢包裹探头后误报空罐等问题，导致清洗液提前排空或过度溢流。恩德斯豪斯2024年白皮书指出，误报或延迟信号造成的额外清洗循环，每年使一条典型饮料灌装线多消耗清洗水2000吨、蒸汽12%、化学药剂15%，折合人民币约1825万元。液位失灵不仅增加了清洗剂的消耗，还会导致能耗增加和食品安全问题。针对以上问题广州市威恒电子有限公司推出一款适用于CIP清洗系统的耐高温、耐腐蚀的WKC-H1304-NP电容式液位开关。

二、高位停止供料过程

在CIP清洗设备中，高位停止供料过程的准确监测至关重要。传统的液位监测设备在高温、高粘度的清洗液环境下容易出现误报，导致供料不及时或过度供料。WKC-H1304-NP电容式锥形液位传感器通过其独特的设计和先进的检测机制，有效解决了这一问题。

WKC-H1304-NP传感器安装在CIP清洗罐侧面位置，能够实时监测清洗液的液位。当液位上升到高位时，传感器通过其电容检测机制，准确地发出停止补料信号。这一信号通过NPN或PNP信号传输到PLC，PLC根据预设的程序控制供料泵的启动，及时停止补充清洗液。在整个过程中，WKC-H1304-NP传感器的快速响应时间和高重复精度确保了停料的及时性和准确性，避免了因液位监测不准确过度供料导致清洗剂溢出。

三、传感器检测机制

WKC-H1304-NP电容式锥形液位传感器采用先进的电容检测机制。使其在20℃~120℃的循环测试中，对应液位误差小于2毫米。此外，传感器尾部的散热翅能够有效散发热量，确保传感器在高温介质环境下稳定运行，防止因过热导致的性能下降或损坏。

传感器的感应头采用PEEK（聚醚醚酮）材质，这种材料具有优异的耐化学腐蚀性和机械稳定性。在实际应用中，PEEK材质的外壳能够耐受5%的NaOH、2%的HNO₃和双氧水复合清洗剂，实测浸泡300天后重量损失小于0.1%，表面粗糙度不变，确保了传感器在恶劣环境下的长期稳定运行。

四、传感器的性能参数

WKC-H1304-NP电容式锥形液位传感器的主要性能参数如下：

耐温性能：机身自带散热翅，能够在120℃的介质中连续工作。

免挂液设计：锥形专利(专利号：ZL 2015 2 0344946X)结构使液滴减少在探头尖端停留，避免“假液位”的产生，确保了传感器的准确判断。

响应时间：小于0.5秒，确保了实时监测和快速响应。

防护等级：IP65，能够有效防止灰尘和水的侵入。

电气设计：NPN+PNP，提供灵活的电气连接方式。

电位器功能：传感器尾部自带的电位器功能用于调节灵敏度，用户可以根据不同介质和工况需求，设置传感器的灵敏度，以确保测量的准确性和可靠性。

五、实际应用成效

2024年4月，广州威恒电子有限公司与华南某乳企合作，在其2号线CIP清洗设备上进行了对比测试。测试结果显示，改造前使用浮球开关时，2023年全年因液位误报导致清洗中断7次，单次平均停机38分钟，年度额外耗水1600吨，折合水费与蒸汽费用约19.7万元（按当地工业水价2.8元/吨、蒸汽180元/吨计算）。改造后，安装了2支WKC-H1304-NP电容式锥形液位传感器，连续运行120天无一次误报。年节约清洗水约1200吨、蒸汽约90吨，合计节省费用约16.4万元，投资回收期仅为7.2个月。

在数据链方面，PLC通过NPN信号读取探头状态，延时滤波设为2秒，现场重复精度±3毫米，响应时间小于200毫秒。这表明WKC-H1304-NP传感器不仅提高了液位监测的准确性，还显著提升了整个CIP系统的运行效率。

六、结论

将WKC-H1304-NP电容式锥形液位传感器应用于CIP清洗设备，为清洗流程增加了一道“防护锁”。通过高精度的液位监测，WKC-H1304-NP传感器有效避免了清洗液的跑冒滴漏，缩短了批次切换时间，降低了能耗和化学剂的消耗。华南项目的实际运行数据表明，投资回收期仅为7.2个月，对于24小时连续运行的乳品厂来说，这几乎是一个“装上去就回本”的解决方案。WKC-H1304-NP传感器以其卓越的性能和显著的经济效益，为CIP清洗设备的液位监测提供了一个可靠的解决方案。

七、公司介绍与技术介绍

广州市威恒电子有限公司成立于2005年，产品广泛应用于食品、制药、包装、印刷、电子、五金、化工、等多个行业，为客户提供定制化的传感器产品，还为此设立传感器事业部。公司拥有多项自主知识产权专利和技术。

以“专注于品质，专注于创新，专注于服务，永续发展”为企业文化，致力于为客户提供省心、省时、品质优良的产品和服务。

供稿人：刘工-17324332130