ठोस सामग्री स्तर का सटीक माप - सामान्य तरीके और कठिनाइयाँ भारत

दानेदार ठोस बर्फ, रेत, चावल या कोयला जैसे कणों का एक संग्रह है। यद्यपि दानेदार ठोसों के रूप की व्याख्या करना आसान है, उनका व्यवहार जटिल है और तरल पदार्थ और गैसों से भिन्न है। उत्पाद प्रबंधन और गोदाम प्रबंधन नियंत्रण और हस्तांतरण के लिए टैंकों या साइलो में ठोस पदार्थों की मात्रा को सटीक रूप से मापना महत्वपूर्ण है।
सेंसर प्रकार
तरल स्तर माप की तरह, ठोस सामग्री स्तर माप उपकरण को भी दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: गैर-संपर्क और संपर्क। इन श्रेणियों में, उपकरण को बिंदु स्तर और निरंतर स्तर की निगरानी में विभाजित किया जा सकता है। यह आलेख इन उपकरणों और कुछ अनुप्रयोगों के पीछे के सिद्धांतों का परिचय देता है।
ठोस स्तर माप तरल स्तर माप जितना साफ और सटीक नहीं है। तरल पदार्थों की वजन विशेषताओं को स्थैतिक दबाव उपकरण का उपयोग करके तरल स्तर के वजन में परिवर्तित किया जा सकता है; ठोस पदार्थ एक ही बैच में महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजर सकते हैं। तरल पदार्थों में स्व-समतल गुण भी होते हैं और यह मिश्रण या अन्य हस्तक्षेप के बिना मापने वाले उपकरणों के लिए एक समान सतह प्रदान कर सकते हैं। यह ठोस सामग्री स्तर माप के सामने आने वाली चुनौतियों में से एक है।

ठोस पदार्थ आम तौर पर मापने वाले उपकरणों को केवल असमान सतह प्रदान कर सकते हैं और जिन कंटेनरों में वे संग्रहीत होते हैं उनमें असमान रूप से लोड या व्यवस्थित होते हैं। संकेतों को प्रतिबिंबित करने के लिए एक क्षैतिज सतह ढूँढना ठोस सामग्रियों के लिए एक निश्चित चुनौती पेश करता है।
ठोस अवस्था माप के लिए उपयोग किए जाने वाले गैर-संपर्क उपकरण, तरल स्तर माप के लिए उपयोग किए जाने वाले गैर-संपर्क उपकरण के समान, अल्ट्रासाउंड, रडार और लेजर सहित सबसे आम उपकरण हैं। अल्ट्रासोनिक उपकरणों में कम लागत का लाभ होता है, और हमें उनके व्यवहार पैटर्न की बहुत स्पष्ट समझ होती है। दुर्भाग्य से, कभी-कभी इसका दुरुपयोग हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप असंगत परिणाम हो सकते हैं। यही बात राडार उपकरण के लिए भी लागू होती है।
ठोसों को आमतौर पर एक समान और क्षैतिज सतह पर व्यवस्थित करना मुश्किल होता है। एक अधिक सामान्य परिदृश्य यह है कि ठोस पदार्थों को एक कन्वेयर के माध्यम से पानी की टंकी या साइलो में ले जाया जाता है, जो ठोस पदार्थों को एक स्थिति में डालता है, जिससे ठोस के "आराम के कोण" द्वारा निर्धारित एक शंकु बनता है। जब कोण पार हो जाता है, तो सामूहिक निपटान या अलगाव होता है। यदि गैर-संपर्क उपकरण शंकु के शीर्ष की निगरानी कर रहा है, तो यह पृथक्करण सामग्री स्तर में अचानक परिवर्तन का कारण बनेगा। आमतौर पर, जब उपकरण को वितरण क्षेत्र के पास व्यवस्थित किया जाता है, तो वास्तविक सामग्री स्तर को मापना मुश्किल होता है, और किसी भी अलगाव से सामग्री स्तर में फिर से अचानक परिवर्तन हो जाएगा।
ठोस अवस्था मापन की कठिनाइयाँ
समस्या झुकी हुई सतहों के प्रतिबिंब की है। अल्ट्रासोनिक, गाइडेड वेव रडार (जीडब्ल्यूआर), और लेजर उपकरण परीक्षण की गई सामग्री की सतह पर सिग्नल प्रतिबिंब पर निर्भर करते हैं। तरल सतह एक समान है और सिग्नल प्रतिबिंब के लिए एक अच्छी परावर्तक सतह प्रदान करती है। स्थिरता, कण आकार और निश्चित रूप से, ठोस पदार्थों के विश्राम का कोण अलग-अलग होता है। विश्राम का कोण वह कोण है जिस पर एक समान और सुसंगत प्रवाह दर पर परिवहन किए जाने पर कोई ठोस प्राकृतिक रूप से स्थिर हो जाता है। प्रत्येक ठोस का विश्राम का एक अद्वितीय कोण होता है। इसका उपयोग भौतिक बिंदुओं को मापने के अनुप्रयोग में किया जा सकता है।
एक गैर-संपर्क माप उपकरण सेंसर को आराम के कोण पर स्थापित किया जा सकता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि ठोस शंकु नियंत्रण बिंदु तक कब पहुंचता है, जैसे कि उच्च स्तरीय अलार्म। निरंतर स्तर माप आसान नहीं है. एक समान सतह की कमी सुसंगत प्रतिबिंब को ट्रांसमीटर पर लौटने से रोक देगी, और अलग-अलग कण आकार बिखरने वाले प्रभाव पैदा करेंगे, जो दोनों अविश्वसनीय संकेतों को जन्म दे सकते हैं। सामग्री बिंदुओं को मापने के लिए लेजर एक अधिक विश्वसनीय उपकरण है और नियंत्रण बिंदुओं पर ठोस पदार्थों की उपस्थिति निर्धारित करने में अधिक सटीक है।

यदि डिवाइस कंटेनर पर लेजर स्थापित करना अव्यावहारिक है, तो इसे डिवाइस के कंधे पर स्थापित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ट्रकों पर कीचड़ लोड करने के अनुप्रयोग में, सामग्री प्रबंधन और परिवहन उपकरणों के कारण ट्रकों पर तरल स्तर निगरानी उपकरण स्थापित करना अव्यावहारिक है।
धूल, ठोस विस्तार, और कंटेनरों में असमान भार सभी गैर-संपर्क उपकरणों को प्रभावित कर सकते हैं। कृपया याद रखें कि धूल जल सकती है। सुरक्षा प्रक्रियाओं को लागू करने से पहले, कोयले की धूल और अनाज साइलो में अक्सर विस्फोट होते थे। सिस्टम डिज़ाइन करते समय इस सुविधा पर विचार किया जाना चाहिए। ईंधन के दहन के लिए आवश्यक ईंधन, ऑक्सीजन और प्रज्वलन के अलावा, धूल को दहनशील बनने के लिए बंद कंटेनरों में फैलाने और सीमित करने की आवश्यकता होती है। फैलाव गैर-संपर्क सामग्री स्तर के उपकरण के संचालन में हस्तक्षेप कर सकता है।
उचित सुरक्षा प्रदान करने के लिए सिस्टम में उपयुक्त उपकरण आवरण डिज़ाइन किए जाने चाहिए। जब एक ठोस "गुच्छे" होता है और एक अलग वस्तु बनाने के लिए साइलो में बाकी भरने वाली सामग्री से अलग हो जाता है, तो ठोस विस्तार होता है, जैसे कि साइलो के एक तरफ ठोस ढेर। इसके परिणामस्वरूप स्तर के संपर्क में आने में असमर्थता हो सकती है या स्तर सामग्री के संपर्क में आने में सक्षम नहीं हो सकता है। समान वितरण सुनिश्चित करने के लिए ठोस को "द्रवीकृत" करने के लिए कंपन या हवा का उपयोग करना एक सामान्य उपचारात्मक उपाय है। विभिन्न कारणों से असमान लोडिंग हो सकती है। कुछ मामलों में, सिस्टम डिज़ाइन और संचालन कर्मियों का अनुभव, यांत्रिक आंदोलन के साथ मिलकर, इस समस्या को कम करने में मदद कर सकता है।
इस एप्लिकेशन के लिए उपयोग किया जाने वाला संपर्क माप उपकरण ठोस-अवस्था माप के लिए अद्वितीय है। ये उपकरण सामग्री के साथ सीधे संपर्क या वजन पर निर्भर करते हैं। ठोस पदार्थों का आकार, घनत्व, नमी की मात्रा और वजन अलग-अलग होता है। इन सुविधाओं का उपयोग सामग्री स्तरों का पता लगाने या अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है। सामान्य बिंदु सामग्री स्तर का पता लगाने वाला उपकरण एक कंपन स्प्रिंग या ट्यूनिंग कांटा प्रकार सेंसर है। एक अन्य सामान्य माप विधि वजन और केबल सिस्टम का उपयोग करना है। यह उपकरण यांत्रिक है और इसमें एक स्लाइडिंग लाइन सेंसर शामिल है जो जमीन पर नीचे की ओर जाने के लिए यांत्रिक तंत्र का अनुसरण कर सकता है। कंटेनर के अंदर ठोस भार को इंगित करने के लिए मौजूदा कंटेनरों या साइलो को संशोधित करने के लिए स्ट्रेन गेज का उपयोग किया जाता है।