ترن الشوكة المهتزة بترددها الطبيعي في الهواء. عندما يتراكم المسحوق ويغطي شفرات الشوكة، يضيف المسحوق كتلة وتخميدًا للشوكة. هذا يقمع الاهتزاز ويخفض تردد الرنين. تكتشف الإلكترونيات الداخلية هذا التحول في التردد وتشغل إشارة مفتاح للإشارة إلى أن مستوى المسحوق قد وصل إلى موضع الشوكة.
ملاحظة: يعمل بشكل أفضل مع المساحيق المتدفقة بحرية. قد يتسبب التراكم الثقيل أو المساحيق اللزجة أو المتكتلة في إشارات خاطئة.
عندما يغمر السائل الشوكة، يخلق السائل قوة تخميد على أسنان الشوكة المهتزة. ينخفض اتساع اهتزاز الشوكة وينخفض تردد الرنين. تحدد دائرة الجهاز هذا التغيير وتنشط خرج المرحل/المفتاح، مرسلة إنذار "المادة موجودة".
بمجرد أن ينخفض السائل أو المسحوق أسفل الشوكة، يختفي التخميد. تعود الشوكة إلى تردد الرنين الطبيعي الأصلي واتساع الاهتزاز. تكتشف الإلكترونيات استعادة التردد، ثم تعيد تعيين خرج المفتاح إلى حالة "لا توجد مادة".
في الهواء: تهتز الشوكة بثبات بتردد الرنين الأصلي بسعة عالية. عند ملامسة المادة (سائل/مسحوق): تخمد المادة الأسنان. يقل اتساع الاهتزاز، وينخفض تردد الرنين. يلتقط المستشعر الكهرضغطي المدمج تغييرات الاهتزاز هذه لتقدير المستوى.
نعم، ولكن ضمن حدود. تنتج السوائل ذات الكثافة الأعلى تخميدًا أقوى، مما يجعل تغييرات التردد أكثر وضوحًا. قد تولد السوائل ذات الكثافة المنخفضة جدًا إشارات تخميد ضعيفة. معظم مفاتيح الشوكة الرنانة القياسية لديها حد أدنى للكثافة (عادةً ≥0.5 جم/سم³). قد تفشل السوائل الأخف من ذلك في تشغيل المفتاح بشكل موثوق.
لللزوجة تأثير. يمكن للسوائل عالية اللزوجة أن تلتصق بأسنان الشوكة حتى بعد انخفاض مستوى السائل، تاركة بقايا تستمر في تخميد الاهتزاز وتسبب قراءات مستوى خاطئة. بشكل عام، الشوكات الرنانة مناسبة للسوائل منخفضة إلى متوسطة اللزوجة. بالنسبة للوسائط عالية اللزوجة، يلزم تصميمات شوكة خاصة.
توفر مفاتيح مستوى الشوكة المهتزة موثوقية عالية لقياس المستوى النقطي في ظل ظروف العمل المناسبة. المزايا: لا تتأثر بالرغوة (إلى حد ما)، والاضطراب، والتوصيل، والثابت العازل للوسط؛ هيكل بسيط، لا توجد أجزاء متحركة، صيانة منخفضة. القيود: ليست مثالية للمواد الثقيلة اللزجة، أو المساحيق الدقيقة المتماسكة للغاية، أو الوسائط التي تتراكم عليها طبقة سميكة بسهولة على الأسنان. مع اختيار النموذج والتركيب الصحيحين، فإنه يوفر أداءً مستقرًا طويل الأمد لمعظم تطبيقات قياس المستوى النقطي للسوائل والمواد الصلبة السائبة.