新能源搅拌罐WAYTOP锥形料位传感器WKC319-NP作浆料磷酸铁锂高启低停报警应用案例

前言:行业困境与抉择

在新能源锂电行业迅猛发展的浪潮中，搅拌罐作为电极浆料制备的核心设备，其稳定性和可靠性直接关系到电池产品的性能、成本与生产安全。液位传感器作为搅拌罐的“眼睛”，承担着精准控料、防止干转与溢料、保障配方一致性的重任。然而，磷酸铁锂(LiFePOa)浆料因其高粘度、强粘附性及独特的介电特性，对传统液位传感器构成了严峻挑战。

选用不当的传感器会导致频繁误报或失灵，引发搅拌桨空转磨损(单次维修成本高达3-5万元)、浆料配比失准致整罐报废(直接材料损失超20万元)、非计划停机打乱产线节奏(日均产能损失可达10万元以上)等一系列严重后果，给设备制造商及其终端客户带来巨大的经济和声誉损失。

为彻底攻克这一行业痛点，苏州某知名新能源搅拌罐设备制造商在经历了原有供应商传感器的多次故障后，经过严格测试与筛选，最终选择了广州市威恒电子有限公司的WAYTOP品牌WKC319-NP锥形料位传感器，成功实现了浆料液位的稳定、可靠检测。

一、客户情况与痛点深度剖析

·客户背景:苏州某知名新能源搅拌罐设备制造商，行业龙头企业，产品供应国内外主流电池工厂。

·设备名称:磷酸铁锂浆料专用行星式搅拌罐。

·现状与痛点:

。原用方案:客户原采用某国际品牌电容式液位开关。

。痛点指出:该传感器在面对介电常数随温度、固含量变化的LiFePO浆料时，检测信号极不稳定。浆料粘附在探头上会形成“虚假液位”，导致控制系统误判。频繁的失灵使得设备无法实现自动化高启低停报警，被迫退回到人工目测控制的原始状态，故障排查与清洁工作占用了大量维护工时，客户投诉不断，严重影响了该设备制造商的品牌形象。

二、WAYTOP解决方案:WKC319-NP锥形料位传感器

●产品名称：扫频电容式锥形料位传感器（又名：料位计、料位开关）

●型号：WKC319-NP

●特点:

1、锥形免挂液专利设计

2、可检测无水、高粘稠、低静电、常规的介质、粉末

3、一点示教学习或上机位软件精细设定

4、IP68防护等级、防尘防水、抗高压、耐腐蚀

5、输出可设置PWM(手持器设置)

6、防爆认证:Exia Ilc T6 Ga

●专利认证号：

1、锥形免挂料设计：ZL 2015 2 0344946X

2、CE：HTT202109427E

3、ROHS：HTT202109427R

4、ISO9001：04624Q15432R1S

●规格参数:

。安装接口:G1/2外螺纹

。探杆长度:14mm(短探杆有效减少搅拌剪切力影响)

。介质温度:-40~85℃

。防护等级:IP68

。防爆认证:Exia IIC T6 Ga(满足搅拌车间防爆要求)

。电气设计:DC12-24V供电，NPN+PNP双输出，最大负载100mA

三、产品原理

1. 产品概述

Waytop稳妥系列电容式料位/液位传感器，采用高频扫频电容检测技术，通过内部算法程序实时分析电容变化，实现对物料有无的精准测量。产品支持与全液晶手持器联动，可直观调节参数及灵敏度。

2. 核心检测原理

传感器基于介质介电常数变化引起电容值改变的原理工作:

●电极结构:传感器电极与待测物料构成电容系统的两极。

●电容形成:当电极接触物料时，电极-物料间形成等效电容，其容值由以下因素决定:

C:电容值

ε:物料介电常数

A:电极有效面积

*d*:电极与物料间距

●物料高度变化时，介电常数(ε)或接触面积(A)改变，导致电容值(9)实时变化，传感器通过高频扫频技术捕捉该信号。

3. 工作流程

①信号激励:内置MCU输出扫频信号至电极。

②电容检测:实时监测电极间电容值，并通过独有算法滤除干扰。

③信号输出:将电容变化量转换为标准开关量信号输出。

④人机交互:可选配手持器实时显示液位参数，支持灵敏度校准。

4. 技术优势

●抗干扰设计:扫频技术有效抑制介质粘附、温度漂移等影响。

●宽适用性:可检测液体、颗粒、粉末、酱料等多种介质

特点与亮点如下：

1.锥形探头设计:采用PEEK材质锥形探头，有效减少浆料堆积，便于清洁。

2.316L不锈钢材质:耐腐蚀，完全适应NMP溶剂或水基浆料环境。

3.宽温补偿与高精度:内置温度补偿算法，有效应对浆料介电常数随温度的变化(见后文解析)，确保在-40~85℃介质温度范围内检测精准。

4.高防护等级:IP68防护等级，无惧搅拌罐内高温高湿环境。

5.双输出模式:支持NPN/PNP输出，常开/常闭可设置，兼容客户现有PLC控制系统。

四、精准选型过程

●客户要求转化:

1.量化稳定性:要求连续运行1000小时无故障报警。

2.量化抗粘附性:在浆料固含量50%-60%区间，粘附层厚度≤2mm时不得误报。

3.环境适应性:长期耐受1Mpa工作压力及65℃介质温度。

4.响应速度:反应时间<0.5S，满足快速启停泵要求。

●匹配说明:

。WKC319-NP的扫频电容原理和PEEK锥形探头直接针对“介电特性变化”和“浆料粘附”两大核心痛点。

。316L不锈钢材质与IP68防护等级完美匹配搅拌罐内部的化学腐蚀与湿热环境。

Ex ia lIC T6 Ga防爆认证为在可能存在爆炸性气体的工业环境中的安全使用提供了最高级别的保障。

。其宽温补偿特性是应对LiFePOa浆料介电常数随温度波动的关键(参见下文解析)。

五、磷酸铁锂(LiFePO4)浆料介电特性与温度关系全解析及WAYTOP对策

六、使用注意事项

1.安装:安装时需使用密封胶带，确保G1/2螺纹接口密封。拧紧扭矩建议为25-30 N·m，避免过度用力损坏螺纹。

2.接线:接线前务必确认电源电压在DC12-24V范围内，并严格区分正负极，反接可能损坏器件。

3.调试:首次使用时，可在空罐状态下通电，通过观察指示灯或输出信号确认低位状态正常。

4.维护:定期停机保养时，可检查探头表面清洁度，如有顽固粘附物，用软布蘸取适量酒精轻轻擦拭。

七、应用效果对比

●可靠性提升:自更换WAYTOP WKC319-NP后，客户设备再未发生因液位检测失灵导致的停机故障，设备开机率提升至99.5%以上。

●维护成本降低:无需再安排专人频繁处理传感器故障，维护成本节约超过70%。

●客户满意度:终端电池生产商对搅拌罐的稳定性给予高度评价，帮助该设备制造商巩固了其行业龙头地位。

安装效果图

八、应用拓展与公司实力

●举一反三:此成功案例可复制于所有涉及高粘度、易粘附、介电特性复杂介质的液位检测场景，如:

。三元材料(NCM/NCA)浆料搅拌罐

。石墨负极浆料搅拌罐

。导热硅胶、粘合剂、涂料等化工行业反应釜

●公司介绍:广州市威恒电子有限公司深耕液位料位检测领域二十余年，是集研发、生产、销售于一体的高新技术企业。

●事业部特长:传感器事业部专注于攻克各种复杂工况下的液位、料位检测难题，擅长为客户提供非标定制化解决方案，如特殊材质、特殊长度、特殊接口等。

●研发实力:拥有专业的研发团队和先进的检测实验室，持续创新，已获得多项国家专利，产品性能比肩国际品牌。

供稿人：广州市威恒电子有限公司液位传感器事业部：林工，电话：18126703797