Pengukuran Tingkat Bahan Padat yang Akurat - Metode dan Kesulitan Umum

Padatan granular adalah kumpulan partikel, seperti salju, pasir, beras, atau batu bara. Meskipun bentuk padatan granular mudah dijelaskan, perilakunya rumit dan berbeda dengan cairan dan gas. Mengukur jumlah padatan dalam tangki atau silo secara akurat sangat penting untuk manajemen produk serta pengendalian dan pemindahan manajemen gudang.
Tipe sensor
Seperti pengukuran level cairan, peralatan pengukuran level material padat juga dibagi menjadi dua kategori: non-kontak dan kontak. Dalam kategori ini, peralatan dapat dibagi lagi menjadi pemantauan tingkat titik dan tingkat berkelanjutan. Artikel ini memperkenalkan prinsip di balik perangkat ini dan beberapa aplikasinya.
Pengukuran ketinggian padatan tidak sebersih dan setepat pengukuran ketinggian cairan. Karakteristik berat zat cair dapat diubah menjadi berat tingkat zat cair dengan menggunakan alat tekanan statis; Padatan dapat mengalami perubahan signifikan dalam satu batch. Cairan juga memiliki sifat meratakan diri dan dapat memberikan permukaan yang seragam untuk alat ukur tanpa adanya pencampuran atau gangguan lainnya. Ini adalah salah satu tantangan yang dihadapi dalam pengukuran level material padat.

Zat padat umumnya hanya dapat memberikan permukaan yang tidak rata pada alat ukur dan tidak dimuat secara merata atau mengendap di wadah penyimpanannya. Menemukan permukaan horizontal untuk memantulkan sinyal menimbulkan tantangan tertentu bagi material padat.
Peralatan non-kontak yang digunakan untuk pengukuran keadaan padat, mirip dengan peralatan non-kontak yang digunakan untuk pengukuran ketinggian cairan, adalah peralatan yang paling umum, termasuk ultrasound, radar, dan laser. Perangkat ultrasonik memiliki keunggulan karena biayanya yang rendah, dan kami memiliki pemahaman yang sangat jelas tentang pola perilakunya. Sayangnya, terkadang hal ini dapat menyebabkan penyalahgunaan sehingga menghasilkan hasil yang tidak konsisten. Hal yang sama berlaku untuk peralatan radar.
Padatan umumnya sulit untuk mengendap pada permukaan yang seragam dan horizontal. Skenario yang lebih umum adalah padatan diangkut ke tangki air atau silo melalui konveyor, yang menuangkan padatan ke suatu posisi, membentuk kerucut yang ditentukan oleh "sudut diam" padatan. Ketika sudut terlampaui, terjadi penyelesaian atau pelepasan massal. Jika perangkat non-kontak memantau bagian atas kerucut, pelepasan ini akan menyebabkan perubahan level material secara tiba-tiba. Biasanya, ketika peralatan diatur di dekat area pengiriman, sulit untuk mengukur level material sebenarnya, dan pelepasan apa pun akan menyebabkan perubahan level material lagi secara tiba-tiba.
Kesulitan Pengukuran Solid State
Masalahnya adalah pantulan permukaan yang miring. Ultrasonik, radar gelombang terpandu (GWR), dan perangkat laser mengandalkan pantulan sinyal pada permukaan material yang diuji. Permukaan cairan seragam dan memberikan permukaan reflektif yang baik untuk refleksi sinyal. Konsistensi, ukuran partikel, dan tentu saja sudut diam zat padat bervariasi. Sudut diam adalah sudut di mana zat padat mengendap secara alami ketika diangkut dengan laju aliran yang seragam dan konsisten. Setiap benda padat mempunyai sudut diam yang unik. Hal ini dapat digunakan dalam penerapan titik-titik bahan ukur.
Sensor alat pengukur non-kontak dapat dipasang pada sudut diam untuk menentukan kapan kerucut padat mencapai titik kontrol, seperti alarm tingkat tinggi. Pengukuran level secara terus menerus tidaklah mudah. Kurangnya permukaan yang seragam akan mencegah pantulan koheren kembali ke pemancar, dan ukuran partikel yang bervariasi akan menghasilkan efek hamburan, yang keduanya dapat menyebabkan sinyal tidak dapat diandalkan. Laser adalah perangkat yang lebih andal untuk mengukur titik material dan lebih akurat dalam menentukan keberadaan padatan di titik kontrol.

Jika tidak praktis memasang laser pada wadah perangkat, laser dapat dipasang di bahu perangkat. Misalnya, dalam penerapan pemuatan lumpur ke truk, pemasangan perangkat pemantauan ketinggian cairan di truk tidak praktis karena peralatan penanganan dan pengangkutan material.
Debu, pemuaian padat, dan muatan yang tidak merata di dalam wadah dapat memengaruhi peralatan non-kontak. Harap diingat bahwa debu dapat terbakar. Sebelum penerapan prosedur keselamatan, ledakan debu batu bara dan silo biji-bijian sering terjadi. Fitur ini harus dipertimbangkan ketika merancang sistem. Selain bahan bakar, oksigen, dan penyalaan yang diperlukan untuk pembakaran bahan bakar, debu perlu disebarkan dan dikurung dalam wadah tertutup agar mudah terbakar. Dispersi dapat mengganggu pengoperasian peralatan level material non-kontak.
Selubung peralatan yang sesuai harus dirancang dalam sistem untuk memberikan perlindungan yang tepat. Ketika suatu benda padat “menggumpal” dan terpisah dari sisa bahan pengisi di dalam silo hingga membentuk suatu benda tersendiri, maka terjadilah pemuaian benda padat, misalnya benda padat tersebut menumpuk di salah satu sisi silo. Hal ini dapat mengakibatkan ketidakmampuan untuk bersentuhan dengan level atau level tidak dapat bersentuhan dengan material. Tindakan perbaikan yang umum adalah dengan menggunakan getaran atau udara untuk "memfluidisasi" padatan guna memastikan distribusi yang seragam. Karena berbagai alasan, pemuatan yang tidak merata dapat terjadi. Dalam beberapa kasus, pengalaman personel desain dan pengoperasian sistem, dikombinasikan dengan agitasi mekanis, dapat membantu mengatasi masalah ini.
Perangkat pengukuran kontak yang digunakan untuk aplikasi ini unik untuk pengukuran solid-state. Perangkat ini bergantung pada kontak langsung atau berat dengan material. Ukuran, kepadatan, kadar air, dan berat padatan bervariasi. Fitur-fitur ini dapat digunakan untuk mendeteksi atau menyimpulkan level material. Perangkat pendeteksi level material titik umum adalah sensor tipe pegas getar atau garpu tala. Metode pengukuran umum lainnya adalah dengan menggunakan sistem beban dan kabel. Perangkat ini bersifat mekanis dan dilengkapi sensor garis geser yang dapat mengikuti mekanisme mekanis untuk bergerak ke bawah ke tanah. Pengukur regangan digunakan untuk memodifikasi wadah atau silo yang ada untuk menunjukkan beban padat di dalam wadah.