Nøjagtig måling af faststofniveau - almindelige metoder og vanskeligheder Danmark

Et granulært fast stof er en samling af partikler, såsom sne, sand, ris eller kul. Selvom formen af ​​granulære faste stoffer er let at forklare, er deres adfærd kompleks og forskellig fra væsker og gasser. Nøjagtig måling af mængden af ​​faste stoffer i tanke eller siloer er afgørende for produktstyring og lagerstyringskontrol og overførsel.
Sensortype
Ligesom måling af væskeniveau er udstyr til måling af faststofniveau også opdelt i to kategorier: ikke-kontakt og kontakt. I disse kategorier kan udstyr yderligere opdeles i punktniveau og kontinuerlig niveauovervågning. Denne artikel introducerer principperne bag disse enheder og nogle applikationer.
Faststofniveaumåling er ikke så ren og præcis som væskeniveaumåling. Vægtegenskaberne for væsker kan konverteres til væskeniveauvægt ved hjælp af en statisk trykanordning; Faste stoffer kan undergå væsentlige ændringer inden for samme batch. Væsker har også selvnivellerende egenskaber og kan give en ensartet overflade til måleapparater uden blanding eller anden interferens. Dette er en af ​​udfordringerne ved måling af solidt materialeniveau.

Faste stoffer kan generelt kun give ujævne overflader til måleanordninger og er ujævnt belastet eller bundfældet i de beholdere, hvori de opbevares. At finde en vandret overflade til at reflektere signaler udgør en vis udfordring for faste materialer.
Berøringsfrit udstyr, der bruges til faststofmåling, svarende til berøringsfrit udstyr, der bruges til væskeniveaumåling, er det mest almindelige udstyr, herunder ultralyd, radar og laser. Ultralydsenheder har fordelen ved lave omkostninger, og vi har en meget klar forståelse af deres adfærdsmønstre. Desværre kan det nogle gange føre til misbrug, hvilket resulterer i inkonsistente resultater. Det samme gælder radarudstyr.
Faste stoffer er generelt vanskelige at sætte sig på en ensartet og vandret overflade. Et mere almindeligt scenarie er, at faste stoffer transporteres til en vandtank eller silo gennem en transportør, som hælder de faste stoffer i en position, der danner en kegle bestemt af det faste stofs "hvilevinkel". Når vinklen overskrides, er der massesætning eller løsrivelse. Hvis den berøringsfrie enhed overvåger toppen af ​​keglen, vil denne løsrivelse forårsage en pludselig ændring i materialeniveauet. Normalt, når udstyret er anbragt i nærheden af ​​leveringsområdet, er det svært at måle det faktiske materialeniveau, og enhver løsrivelse vil medføre en pludselig ændring i materialeniveauet igen.
Vanskelighederne ved faststofmåling
Problemet er refleksionen af ​​skrå overflader. Ultralyd, guidet wave radar (GWR) og laserenheder er afhængige af signalrefleksion på overfladen af ​​det testede materiale. Væskeoverfladen er ensartet og giver en god reflekterende overflade til signalreflektion. Konsistensen, partikelstørrelsen og selvfølgelig hvilevinklen for faste stoffer varierer. Hvilevinklen er den vinkel, hvor et fast stof naturligt sætter sig, når det transporteres med en ensartet og konsistent strømningshastighed. Hvert fast stof har en unik hvilevinkel. Dette kan bruges ved anvendelse af målematerialepunkter.
En berøringsfri måleenhedssensor kan installeres i en hvilevinkel for at bestemme, hvornår den massive kegle når kontrolpunktet, såsom en alarm på højt niveau. Kontinuerlig niveaumåling er ikke let. Manglen på en ensartet overflade vil forhindre kohærent refleksion i at vende tilbage til senderen, og den varierende partikelstørrelse vil frembringe spredningseffekter, som begge kan føre til upålidelige signaler. Laser er en mere pålidelig enhed til måling af materialepunkter og er mere nøjagtig til at bestemme tilstedeværelsen af ​​faste stoffer ved kontrolpunkter.

Hvis det er upraktisk at installere laseren på enhedsbeholderen, kan den installeres på enhedens skulder. For eksempel er det ved påføring af lastning af slam på lastbiler upraktisk at installere væskeniveauovervågningsanordninger på lastbiler på grund af materialehåndtering og transportudstyr.
Støv, solid ekspansion og ujævn belastning i containere kan alle påvirke berøringsfrit udstyr. Husk at støv kan brænde. Før implementering af sikkerhedsprocedurer, opstod der ofte kulstøv og kornsiloeksplosioner. Denne funktion skal tages i betragtning, når systemet designes. Ud over brændstof, ilt og tænding, der kræves til brændstofforbrænding, skal støv spredes og indesluttes i lukkede beholdere for at blive brændbart. Spredning kan forstyrre betjeningen af ​​berøringsfrit udstyr på niveau.
Passende udstyrshylstre bør designes i systemet for at give passende beskyttelse. Når et fast stof "klumper sig" og adskilles fra resten af ​​fyldmaterialet i siloen for at danne en separat genstand, sker der en fast ekspansion, som f.eks. Dette kan resultere i manglende evne til at komme i kontakt med niveauet, eller at niveauet ikke kan komme i kontakt med materialet. En almindelig afhjælpende foranstaltning er at bruge vibrationer eller luft til at "fluidisere" det faste stof for at sikre ensartet fordeling. Af forskellige årsager kan der forekomme ujævn belastning. I nogle tilfælde kan erfaringen fra systemdesign- og driftspersonale, kombineret med mekanisk omrøring, hjælpe med at afhjælpe dette problem.
Den kontaktmåleanordning, der bruges til denne applikation, er unik for solid-state-måling. Disse enheder afhænger af direkte kontakt eller vægt med materialet. Størrelsen, densiteten, fugtindholdet og vægten af ​​faste stoffer varierer. Disse funktioner kan bruges til at detektere eller udlede materialeniveauer. Den fælles punktmaterialeniveaudetekteringsenhed er en sensor af typen vibrerende fjeder eller stemmegaffel. En anden almindelig målemetode er at bruge vægt- og kabelsystemer. Enheden er mekanisk og inkluderer en glidelinjesensor, der kan følge den mekaniske mekanisme for at bevæge sig nedad til jorden. Strain gauges bruges til at modificere eksisterende containere eller siloer for at angive den faste last inde i containeren.