Development of Piezoelectric Level Switch for High Temperature

Electronic Materials Convergency Division, Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology, Jinju 52851, Korea (Received October 7, 2015; Revised November 23, 2015; Accepted November 24, 2015)Abstract: This paper describes the development of a piezoelectric level switch, which aims to effectively monitor the level status in high ambient temperatures. In order to adjust the impedance near the resonant frequency and temperature characteristics, the effect of the case and backing layer materials on its performance was analyzed using the finite element method (FEM). The suggested prototype new level switch has three heat-sink plates attached to SUS bar of 230 mm long, and case of PEEK which contains PZT sensing part. To illustrate the validity of this level switch, 10 samples are prepared and investigated the sensing performance through the high and low temperature ambient.Keywords: Level switch, High temperature, FEM (finite element method), Piezoelectric transducer  레벨 스위치는 액체면의 높이가 일정한 레벨이 되었을 때에 신호를 출력하는 스위치로서, 레벨 게이지(센서)가 레벨의 연속측정에 사용되는데 대하여, 레벨의 상하한을 관리하는 목적에 사용되며, 정밀도보다도 신뢰성이나 안정성이 중요하다 [1]. 기존의 초음파식 레벨 스위치는 2개로 구성된 압전 소자(piezoelectric element) 및 구동회로로 구성되며, 한쪽의 압전 소자의 진동에 의해 발생된 음향파의 반대 압전 소자로의 전달 변화에 따라 매질의 유무를 검출하는 비교적 간단한 원리를 사용하며, 일반적으로 액체가 있을 경우 전달이 용이한 반면, 공기인 경우 전달이 되지 않는다.