고형물 레벨의 정확한 측정 - 일반적인 방법 및 어려움 대한민국

입상 고체는 눈, 모래, 쌀, 석탄과 같은 입자의 집합체입니다. 입상 고체의 형태는 설명하기 쉽지만 그 거동은 복잡하고 액체나 기체와 다릅니다. 탱크나 사일로에 있는 고형물의 양을 정확하게 측정하는 것은 제품 관리와 창고 관리 제어 및 운송에 매우 중요합니다.
센서 유형
액체 레벨 측정과 마찬가지로 고체 레벨 측정 장비도 비접촉식과 접촉식의 두 가지 범주로 나뉩니다. 이러한 범주에서 장비는 포인트 레벨과 연속 레벨 모니터링으로 더 세분화될 수 있습니다. 이 문서에서는 이러한 장치와 일부 응용 프로그램의 기본 원리를 소개합니다.
고체 레벨 측정은 액체 레벨 측정만큼 깨끗하고 정확하지 않습니다. 액체의 중량 특성은 정압 장치를 사용하여 액체 레벨 중량으로 변환될 수 있습니다. 고체는 동일한 배치 내에서 상당한 변화를 겪을 수 있습니다. 액체는 또한 자체 레벨링 특성을 가지며 혼합이나 기타 간섭 없이 측정 장치에 균일한 표면을 제공할 수 있습니다. 이는 고체 물질 레벨 측정이 직면한 과제 중 하나입니다.

고체는 일반적으로 측정 장치에 고르지 않은 표면만 제공할 수 있으며 저장되는 용기에 고르지 않게 로드되거나 고정됩니다. 신호를 반사하기 위한 수평 표면을 찾는 것은 고체 재료에 대한 특정 과제를 제기합니다.
고체 측정에 사용되는 비접촉 장비는 액체 레벨 측정에 사용되는 비접촉 장비와 유사하게 초음파, 레이더, 레이저 등 가장 일반적인 장비입니다. 초음파 장치는 비용이 저렴하다는 장점이 있으며, 우리는 그 동작 패턴을 매우 명확하게 이해하고 있습니다. 불행하게도 때로는 오용으로 이어져 일관성 없는 결과를 초래할 수도 있습니다. 레이더 장비도 마찬가지다.
고체는 일반적으로 균일하고 수평인 표면에 정착하기 어렵습니다. 보다 일반적인 시나리오는 고형물이 컨베이어를 통해 물 탱크나 사일로로 운반되어 고형물을 특정 위치에 부어 고형물의 "안착 각도"에 따라 결정되는 원뿔을 형성하는 것입니다. 각도를 초과하면 대량 정착 또는 분리가 발생합니다. 비접촉 장치가 콘 상단을 모니터링하는 경우 이러한 분리로 인해 재료 레벨이 갑자기 변경됩니다. 일반적으로 장비가 배송 지역 근처에 배치되면 실제 재료 레벨을 측정하기 어렵고, 분리되면 재료 레벨이 다시 급격하게 변경됩니다.
고체 측정의 어려움
문제는 기울어진 표면의 반사입니다. 초음파, 유도파 레이더(GWR) 및 레이저 장치는 테스트된 재료 표면의 신호 반사에 의존합니다. 액체 표면은 균일하며 신호 반사를 위한 우수한 반사 표면을 제공합니다. 일관성, 입자 크기 및 물론 고체의 안식각도 다양합니다. 안식각은 균일하고 일관된 유속으로 운반될 때 고체가 자연적으로 가라앉는 각도입니다. 각 솔리드에는 고유한 휴식 각도가 있습니다. 이는 재료 점 측정에 사용할 수 있습니다.
비접촉식 측정 장치 센서를 정지 각도로 설치하여 고레벨 경보와 같이 단단한 원뿔이 제어 지점에 도달하는 시기를 확인할 수 있습니다. 지속적인 레벨 측정은 쉽지 않습니다. 균일한 표면이 없으면 일관성 있는 반사가 송신기로 되돌아오는 것을 방지할 수 있으며, 다양한 입자 크기로 인해 산란 효과가 발생하며, 이 두 가지 모두 신호를 신뢰할 수 없게 만들 수 있습니다. 레이저는 재료 지점을 측정하는 데 있어 보다 안정적인 장치이며 제어 지점에서 고체의 존재 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있습니다.

장치 컨테이너에 레이저를 설치하는 것이 실용적이지 않은 경우 장치의 어깨에 설치할 수 있습니다. 예를 들어, 트럭에 슬러지를 적재하는 경우 자재 취급 및 운반 장비로 인해 트럭에 액체 레벨 모니터링 장치를 설치하는 것은 비현실적입니다.
먼지, 단단한 팽창, 컨테이너 내 고르지 못한 하중은 모두 비접촉 장비에 영향을 미칠 수 있습니다. 먼지가 탈 수 있다는 점을 기억하세요. 안전 절차를 시행하기 전에는 석탄 분진과 곡물 사일로 폭발이 자주 발생했습니다. 시스템을 설계할 때 이 기능을 고려해야 합니다. 연료 연소에 필요한 연료, 산소 및 점화 외에도 분진은 가연성이 되기 위해 분산되고 밀폐된 용기에 갇혀 있어야 합니다. 분산은 비접촉 물질 수준 장비의 작동을 방해할 수 있습니다.
적절한 보호를 제공하려면 시스템에 적절한 장비 케이스를 설계해야 합니다. 고체가 "덩어리"로 되어 사일로에 있는 나머지 충전재와 분리되어 별도의 물체를 형성할 때 사일로 한쪽에 고체가 쌓이는 것과 같은 고체 팽창이 발생합니다. 이로 인해 레벨과 접촉할 수 없거나 레벨이 재료와 접촉할 수 없게 될 수 있습니다. 일반적인 해결 방법은 진동이나 공기를 사용하여 고체를 "유동화"하여 균일한 분포를 보장하는 것입니다. 다양한 이유로 인해 고르지 않은 로딩이 발생할 수 있습니다. 어떤 경우에는 기계적 교반과 결합된 시스템 설계 및 운영 담당자의 경험이 이 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 애플리케이션에 사용되는 접촉식 측정 장치는 고체 측정에 고유합니다. 이러한 장치는 재료와의 직접적인 접촉이나 무게에 따라 달라집니다. 고형물의 크기, 밀도, 수분 함량 및 중량은 다양합니다. 이러한 기능을 사용하여 재료 수준을 감지하거나 추론할 수 있습니다. 공통점 물질 레벨 감지 장치는 진동 스프링 또는 소리굽쇠 유형 센서입니다. 또 다른 일반적인 측정 방법은 무게와 케이블 시스템을 사용하는 것입니다. 이 장치는 기계식이며 기계식 메커니즘을 따라 지면 아래로 이동할 수 있는 슬라이딩 라인 센서를 포함합니다. 스트레인 게이지는 기존 컨테이너나 사일로를 수정하여 컨테이너 내부의 고체 하중을 표시하는 데 사용됩니다.