ठोस पदार्थ के स्तर को सही से मापना - सामान्य तरीके और कठिनाइयाँ

एक अणुक पदार्थ का संग्रह होता है, जैसे बर्फ, रेत, चावल या कोयला। हालांकि अणुक पदार्थों का रूप समझाना आसान होता है, उनका व्यवहार जटिल होता है और तरल और गैसों से भिन्न होता है। टैंक्स या सिलोज़ में ठोसों की मात्रा को सही से मापना उत्पाद प्रबंधन और गृहबिन्दु प्रबंधन नियंत्रण और स्थानांतरण के लिए महत्वपूर्ण है।
सेंसर प्रकार
तरल स्तर मापन की तरह, ठोस पदार्थ स्तर मापन उपकरणों को भी दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: स्पर्शरहित और स्पर्शशील। इन श्रेणियों में, उपकरणों को आगे बिंदु स्तर और निरंतर स्तर निगरानी में विभाजित किया जा सकता है। यह लेख इन उपकरणों के पीछे के सिद्धांतों और कुछ अनुप्रयोगों का परिचय देता है।
ठोस स्तर मापन तरल स्तर मापन की तुलना में साफ और सटीक नहीं होता है। तरलों के भारी विशेषताओं को स्टैटिक प्रेशर डिवाइस का उपयोग करके तरल स्तर भार में परिवर्तित किया जा सकता है; ठोस पदार्थ समान बैच के भीतर महत्वपूर्ण परिवर्तन कर सकते हैं। तरल पदार्थों में स्व-स्तरीकरण (self leveling) गुण भी होते हैं और उन्हें मिश्रण या अन्य बाधाओं के बिना मापन उपकरणों के लिए एक समान सतह प्रदान करने की क्षमता होती है। यह ठोस पदार्थ स्तर मापन के लिए एक चुनौती है।

ठोस पदार्थ मापने वाले उपकरणों के लिए आमतौर पर केवल असमान सतहें प्रदान कर सकते हैं और जिनमें उन्हें स्टोर किया जाता है, उन कंटेनरों में असमान रूप से भार या बसे हुए होते हैं। ठोस पदार्थों के लिए एक क्षैतिज सतह खोजने को दर्पण के रूप में इशारा करना कुछ चुनौतियों का कारण बनता है।
ठोस पदार्थों के लिए गैर-संपर्कीय उपकरणों का उपयोग तरल स्तर के मापने के लिए गैर-संपर्कीय उपकरणों के समान है, यह सबसे आम उपकरण हैं, जिनमें अल्ट्रासाउंड, रेडार और लेज़र शामिल हैं। अल्ट्रासाउंड उपकरणों का फायदा कम लागत होती है, और हमें उनके व्यवहार पैटर्न के बारे में बहुत स्पष्ट समझ है। दुर्भाग्य से, कभी-कभी इसका उपयोग गलत ढंग से किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप असंगत परिणाम होते हैं। रेडार उपकरणों के लिए यही बात सत्य है।
Solid आमतौर पर एक समान और क्षैतिज सतह में संयोजित करना मुश्किल होता है। एक अधिक सामान्य परिदृश्य यह है कि solid को एक पानी की टंकी या silo में conveyor के माध्यम से परिवहित किया जाता है, जो solid को एक स्थिति में डालता है, जिससे solid के "angle of rest" द्वारा निर्धारित एक cone बनता है। जब angle सीमा से अधिक हो जाती है, तो mass settlement या detachment होता है। यदि non-contact उपकरण cone के शीर्ष को monitor कर रहा है, तो यह detachment material level में sudden बदलाव का कारण बनेगा। आमतौर पर, जब equipment delivery area के पास arrange की जाती है, तो actual material level को मापना मुश्किल होता है, और कोई detachment फिर से material level में sudden बदलाव का कारण बनेगा।
Solid State मापन की कठिनाइयाँ
समस्या झुके हुए सतहों की प्रतिबिंबन के प्रतिफलन के कारण होती है। अल्ट्रासोनिक, गाइडेड वेव रडार (GWR), और लेज़र उपकरण परीक्षित सामग्री की सतह पर सिग्नल के प्रतिफलन पर निर्भर करते हैं। तरल की सतह एकसमान होती है और सिग्नल प्रतिफलन के लिए एक अच्छी प्रतिबिंबन सतह प्रदान करती है। ठोस पदार्थों की एकसमानता, कण का आकार, और बिशेष रूप से, ठहराव का कोण भिन्न होता है। ठहराव का कोण वह कोण है जिस पर एक ठोस पदार्थ स्वाभाविक रूप से बैठता है जब यह एक एकसमान और संगत प्रवाह दर पर परिवहित होता है। प्रत्येक ठोस का अनन्य ठहराव का कोण होता है। यह माप के अनुप्रयोग में उपयोग किया जा सकता है।
एक बिन-स्पर्श मापन उपकरण सेंसर को तल पर एक कोण पर स्थापित किया जा सकता है ताकि ठोस शंकु के नियंत्रण बिंदु पर पहुंचने पर यह निर्धारित कर सके, जैसे कि उच्च स्तर की सूचना। सतत स्तर मापन सरल नहीं है। एक समान सतह की कमी वापस ट्रांसमिटर को संगत परिणाम देने से रोकेगी, और बदलती हुई कण की आकृति पर फ़्लेटरिंग प्रभाव उत्पन्न करेगी, जो दोनों अविश्वसनीय संकेतों का कारण बन सकते हैं। लेज़र बिंदुओं को मापने के लिए अधिक विश्वसनीय उपकरण है और नियंत्रण बिंदुओं पर ठोस की उपस्थिति निर्धारित करने में अधिक सटीक है।

यदि उपकरण के डब्ल्यू कंटेनर पर लेज़र को स्थापित करना व्यावहारिक नहीं है, तो इसे उपकरण के शोल्डर पर स्थापित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ट्रक्स पर घूटन को लोड करने के अनुप्रयोग में, सामग्री के हैंडलिंग और ट्रांसपोर्ट उपकरण के कारण ट्रक्स पर तरल स्तर निगरानी उपकरणों को स्थापित करना व्यावहारिक नहीं है।
डस्ट, ठोस विस्तार, और कंटेनर में असमान बोझ सभी गैर-संपर्कीय उपकरणों पर प्रभाव डाल सकते हैं। कृपया याद रखें कि डस्ट जल सकता है। सुरक्षा प्रक्रियाओं को लागू करने से पहले, कोयला डस्ट और अनाज सिलो विस्फोट अक्सर होते थे। इस विशेषता को प्रणाली को डिज़ाइन करते समय ध्यान में रखना चाहिए। ईंधन की ज्वलनशीलता के लिए ईंधन, ऑक्सीजन, और आग के अलावा, डस्ट को ज्वलनशील बनाने के लिए यह फ़िल होना और बंद कंटेनरों में परिबद्ध होना आवश्यक है। फ़िल होना गैर-संपर्कीय सामग्री स्तर उपकरणों के काम को बाधित कर सकता है।
उपयुक्त संरक्षण प्रदान करने के लिए प्रणाली में उपयुक्त उपकरण केसिंग डिज़ाइन किए जाने चाहिए। जब एक ठोस "जमकर" बाकी भरती हुई सामग्री से अलग हो जाता है और एक अलग वस्तु बनाने के लिए सिलो में एक अलग वस्तु बन जाती है, तो ठोस विस्तार होता है, जैसे कि सिलो के एक ओर जमा हुआ ठोस। यह स्तर से संपर्क करने में असमर्थ हो सकता है या स्तर के सामग्री से संपर्क करने में असमर्थ हो सकता है। एक सामान्य ठीक करने की कार्रवाई टंकन या हवा का उपयोग "फ्लुइडाइज़" करने के लिए ठोस है ताकि एकसमान वितरण सुनिश्चित किया जा सके। विभिन्न कारणों के कारण, असमान भारण हो सकता है। कुछ मामलों में, प्रणाली डिज़ाइन और संचालन कर्मियों का अनुभव, मैकेनिकल अगित के साथ मिलकर, इस समस्या को कम करने में मदद कर सकता है।
इस अनुप्रयोग के लिए उपयोग की जाने वाली संपर्क मापन यंत्र ठोस-अवस्था मापन के लिए विशेष है। ये यंत्र सामग्री के साथ सीधे संपर्क या भार पर निर्भर करते हैं। ठोसों का आकार, घनत्व, नमी की मात्रा और भार भिन्न-भिन्न होते हैं। इन विशेषताओं का उपयोग सामग्री के स्तर को पहचानने या अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है। सामान्य बिंदु सामग्री स्तर पता करने वाला यंत्र एक कंपन वाला स्प्रिंग या ट्यूनिंग फ़ॉर्क प्रकार का सेंसर है। एक और सामान्य मापन विधि भार और केबल प्रणाली का उपयोग करना है। यह यंत्र यांत्रिक है और एक स्लाइडिंग लाइन सेंसर शामिल है जो यांत्रिक मेकेनिज्म का पालन करके नीचे जाकर जमीन तक पहुंच सकता है। टेन्सन गेज का उपयोग मौजूदा कंटेनर या सिलो को बदलने के लिए किया जाता है ताकि इसके भीतर ठोस भार को संकेतित किया जा सके।