Točno mjerenje razina čvrstog materijala - uobičajene metode i teškoće

Česticasta tvar je kolekcija čestica, poput snijega, pijeska, riža ili uglja. Iako je oblik česticastih tvari lako objasniti, njihovo ponašanje je složeno i različito od tekućina i plinova. Tačno mjerenje količine čestica u čevovodima ili silozima ključno je za upravljanje proizvodima i kontrolu skladišnih prenosa.
Vrsta senzora
Poput mjerenja razine tekućine, opremu za mjerenje razine česticaste tvari također se dijeli na dvije kategorije: bez kontaktne i s kontaktom. U tim kategorijama, oprema se može dalje podijeliti na mjerenje točkaste razine i neprekidne razine. Ovaj članak uvodi principa iza ovih uređaja i neke primjene.
Mjerenje čvrstog razina nije toliko čisto i precizno kao mjerenje razina tekućine. Težinske karakteristike tekućina se mogu pretvoriti u težinu razina tekućine pomoću statičkog tlaka; Čvrste tvari unutar iste serije mogu doživjeti značajne promjene. Tekuće tvari imaju i svojstvo samoodržavanja razine i mogu pružiti jednolik površinu za mjerna sredstva bez miješanja ili drugih utjecaja. To je jedan od izazova s kojima se susrećemo pri mjerenju razina čvrstih materijala.

Čvrste tvari općenito mogu pružiti samo nejednolike površine za mjerna sredstva i neravnomjerno su opterećene ili osedale u spremnicama u kojima se čuvaju. Pronalazak ravne površine za reflektiranje signala predstavlja određeni izazov za čvrste materijale.
Oprema bez dodira koja se koristi za mjeru čvrstog stanja, slična opremi bez dodira koja se koristi za mjerenje razina tekućina, je najčešća vrsta opreme, uključujući ultrazvuk, radar i laser. Ultrazvučne uređaje imaju prednost niske cijene, a mi imamo vrlo jasan uvid u njihove obavnavne šeme. Nažalost, ponekad može dovesti do krivog uporabe, što rezultira neusklađenim rezultatima. Isto vrijedi i za radarsku opremu.
Čvrste tvari općenito su teško rasporediti u ravnu i horizontalnu površinu. Mnogo je češća situacija da se čvrste tvari prijevoze u vodeni rezervoar ili silo kroz transferez, koji ih sadeži na određeno mjesto, stvarajući stošasti oblik određen "uglom mirovanja" čvrste tvari. Kada se ovaj ugao premaši, događa se masovito sjedrenje ili odlaganje. Ako nekontaktni uređaj praćenje vrha stošca, ovo odlaganje uzrokuje naglu promjenu razine materijala. Obično, kada je oprema postavljena blizu zone isporuke, teško je mjerenje stvarne razine materijala, a bilo koje odlaganje uzrokuje ponovnu naglu promjenu razine materijala.
Težine mjerenja čvrstog stanja
Problem je odbijanje našiljenih površina. Ultrazvučni, radar usmjerenih valova (GWR) i laser uređaji ovisi o odbijanju signala na površini testiranog materijala. Površina tečnosti je jednolika i pruža dobru površinu za odbijanje signala. Jedrnost, veličina čestica, a naravno i kut odmora čvrstih tijela variraju. Kut odmora je kut pod kojim se čvrsto tijelo prirodno smješta kada se prenosi stalnom i konzistentnom brzinom protoka. Svako čvrsto tijelo ima jedinstven kut mirovanja. To može biti upotrebljeno u primjeni mjerenja točaka materijala.
Senzor nekонтaktnog mjernog uređaja može se instalirati pod kutem mira kako bi se odredilo kada čvrst konus dostigne kontrolnu točku, kao što je alarm za visoki nivo. Neprekidno mjerenje razina nije lako. Nedostatak jednolikog površina će sprečiti koherentnu refleksiju da se vrati do emitera, a različite veličine čestica će izazvati difuzne efekte, bilo koji od čega može dovesti do nepouzdanih signala. Laser je pouzdanije uređaj za mjerenje materijalnih točaka i preciznije određuje prisutnost čvrstih tvari u kontrolnim točkama.

Ako je nepraktično instalirati laser na posudi s uređajem, može se instalirati na ramenu uređaja. Na primjer, u aplikaciji opterećivanja blota na kamione, nepraktično je instalirati uređaje za praćenje razina tekućine na kamione zbog opreme za ručno obradu i transport materijala.
Prašina, čvrsta ekspanzija i nejednolika opterećenja u posude mogu sva utjecati na opremu bez dodira. Molimo zapamtite da prašina može vatreći. Prije implementacije sigurnosnih postupaka, često su se događale eksplozije ugljene prašine i silosa zrnota. Ova značajka mora biti uzeta u obzir prilikom dizajniranja sustava. Pored goriva, kisika i izbora potrebnog za Goreće goriva, prašina mora biti rasutriana i zaključena u zatvorene posude kako bi postala goreča. Rasutrianje može ometati rad opreme za mjerenje razine materijala bez dodira.
Odgovarajuće omotačeve opreme trebaju se dizajnirati u sustavu kako bi se pružila odgovarajuća zaštita. Kada se čvrsto tijelo "skuplja" i odvoji od ostatka punjenog materijala u silosu stvarajući zasebni objekt, događa se proširenje čvrstog tijela, poput onoga gdje je čvrsto tijelo stogom na jednoj strani silosa. To može rezultirati nemogućnosti dolaska u kontakt s razinom ili da razina ne može doći u kontakt s materijalom. Uobičajena mjera ispravljanja jest upotreba vibracije ili zraka kako bi se "fluidiziralo" čvrsto tijelo te se osigurala jednolika distribucija. Zbog različitih razloga, nejednoliko opterećenje može se pojaviti. U nekim slučajevima, iskustvo osoblja za dizajniranje i rad sustava, kombinirano s mehaničkim agitacijama, može pomoći u olakanju ovog problema.
Uredaj za kontaktno mjerjenje koji se koristi za ovu primjenu jedinstven je za mjerjenje u čvrstom stanju. Ovi uređaji ovisi o izravnom kontaktu ili težini s materijalom. Veličina, gustoća, sadržaj vlažnosti i težina čvrstih tvari variraju. Te značajke se mogu koristiti za otkrivanje ili zaključivanje razina materijala. Uobičajeni uređaj za otkrivanje razina materijala je vibracijski pruga ili senzor tipa harmonični gusar. Druga uobičajena metoda mjerenja jest upotreba težinsko-kabelnih sustava. Uređaj je mehanički i uključuje kliznu liniju senzora koja može pratiti mehanički mehanizam da se pomiče prema dolje do tla. Senzori deformacije se koriste za modifikaciju postojećih spremnikaova ili silosa kako bi se pokazala opterećenost čvrstog materijala unutar spremnika.