Pengukuran Tepat Tahap Bahan Pepejal - Kaedah dan Kesukaran Biasa

Pepejal berbutir ialah himpunan zarah, seperti salji, pasir, beras atau arang batu. Walaupun bentuk pepejal berbutir mudah dijelaskan, kelakuannya adalah kompleks dan berbeza daripada cecair dan gas. Mengukur jumlah pepejal dalam tangki atau silo dengan tepat adalah penting untuk pengurusan produk dan kawalan dan pemindahan pengurusan gudang.
Jenis sensor
Seperti pengukuran aras cecair, peralatan pengukuran aras bahan pepejal juga dibahagikan kepada dua kategori: bukan sentuhan dan sentuhan. Dalam kategori ini, peralatan boleh dibahagikan lagi kepada tahap titik dan pemantauan tahap berterusan. Artikel ini memperkenalkan prinsip di sebalik peranti ini dan beberapa aplikasi.
Pengukuran aras pepejal tidak sebersih dan setepat pengukuran aras cecair. Ciri-ciri berat cecair boleh ditukar kepada berat paras cecair menggunakan alat tekanan statik; Pepejal boleh mengalami perubahan ketara dalam kumpulan yang sama. Cecair juga mempunyai sifat meratakan sendiri dan boleh menyediakan permukaan yang seragam untuk mengukur peranti tanpa campuran atau gangguan lain. Ini adalah salah satu cabaran yang dihadapi oleh pengukuran aras bahan pepejal.

Pepejal secara amnya hanya boleh memberikan permukaan yang tidak rata kepada peranti pengukur dan dimuatkan secara tidak rata atau termendap di dalam bekas di mana ia disimpan. Mencari permukaan mendatar untuk mencerminkan isyarat menimbulkan cabaran tertentu untuk bahan pepejal.
Peralatan bukan sentuhan yang digunakan untuk pengukuran keadaan pepejal, serupa dengan peralatan bukan sentuhan yang digunakan untuk pengukuran paras cecair, ialah peralatan yang paling biasa, termasuk ultrasound, radar dan laser. Peranti ultrasonik mempunyai kelebihan kos rendah, dan kami mempunyai pemahaman yang sangat jelas tentang corak tingkah laku mereka. Malangnya, kadangkala ia boleh menyebabkan penyalahgunaan, mengakibatkan hasil yang tidak konsisten. Begitu juga dengan peralatan radar.
Pepejal secara amnya sukar untuk mendap ke dalam permukaan seragam dan mendatar. Senario yang lebih biasa ialah pepejal diangkut ke tangki air atau silo melalui penghantar, yang menuang pepejal ke dalam kedudukan, membentuk kon yang ditentukan oleh "sudut rehat" pepejal itu. Apabila sudut melebihi, terdapat penyelesaian jisim atau detasmen. Jika peranti bukan sentuhan memantau bahagian atas kon, detasmen ini akan menyebabkan perubahan mendadak dalam aras bahan. Biasanya, apabila peralatan disusun berhampiran kawasan penghantaran, sukar untuk mengukur tahap bahan sebenar, dan sebarang detasmen akan menyebabkan perubahan mendadak dalam tahap bahan lagi.
Kesukaran Pengukuran Keadaan Pepejal
Masalahnya ialah pantulan permukaan yang condong. Peranti ultrasonik, radar gelombang berpandu (GWR) dan laser bergantung pada pantulan isyarat pada permukaan bahan yang diuji. Permukaan cecair adalah seragam dan menyediakan permukaan reflektif yang baik untuk pantulan isyarat. Ketekalan, saiz zarah, dan sudah tentu, sudut rehat pepejal berbeza-beza. Sudut rehat ialah sudut di mana pepejal mendap secara semula jadi apabila diangkut pada kadar aliran yang seragam dan konsisten. Setiap pepejal mempunyai sudut rehat yang unik. Ini boleh digunakan dalam aplikasi mengukur titik bahan.
Sensor peranti pengukur bukan sentuhan boleh dipasang pada sudut rehat untuk menentukan apabila kon pepejal mencapai titik kawalan, seperti penggera tahap tinggi. Pengukuran aras berterusan bukanlah mudah. Kekurangan permukaan yang seragam akan menghalang pantulan koheren daripada kembali ke pemancar, dan saiz zarah yang berbeza-beza akan menghasilkan kesan serakan, yang kedua-duanya boleh membawa kepada isyarat yang tidak boleh dipercayai. Laser adalah peranti yang lebih dipercayai untuk mengukur titik bahan dan lebih tepat dalam menentukan kehadiran pepejal pada titik kawalan.

Jika tidak praktikal untuk memasang laser pada bekas peranti, ia boleh dipasang pada bahu peranti. Sebagai contoh, dalam aplikasi memuatkan enap cemar pada trak, adalah tidak praktikal untuk memasang peranti pemantauan paras cecair pada trak disebabkan oleh pengendalian bahan dan peralatan pengangkutan.
Habuk, pengembangan pepejal dan beban tidak sekata dalam bekas boleh menjejaskan peralatan bukan sentuhan. Sila ingat bahawa habuk boleh terbakar. Sebelum melaksanakan prosedur keselamatan, habuk arang batu dan letupan silo bijirin sering berlaku. Ciri ini mesti dipertimbangkan semasa mereka bentuk sistem. Sebagai tambahan kepada bahan api, oksigen dan penyalaan yang diperlukan untuk pembakaran bahan api, habuk perlu ditaburkan dan dikurung dalam bekas tertutup untuk menjadi mudah terbakar. Penyerakan boleh mengganggu pengendalian peralatan tahap bahan bukan sentuhan.
Selongsong peralatan yang sesuai hendaklah direka bentuk dalam sistem untuk memberikan perlindungan yang sesuai. Apabila pepejal "bergumpal" dan memisahkan daripada bahan pengisi yang lain dalam silo untuk membentuk objek yang berasingan, pengembangan pepejal berlaku, seperti pepejal bertimbun pada satu sisi silo. Ini mungkin mengakibatkan ketidakupayaan untuk bersentuhan dengan aras atau aras tidak dapat bersentuhan dengan bahan. Langkah pemulihan yang biasa adalah menggunakan getaran atau udara untuk "mencairkan" pepejal untuk memastikan pengedaran seragam. Disebabkan oleh pelbagai sebab, pemuatan tidak sekata mungkin berlaku. Dalam sesetengah kes, pengalaman reka bentuk sistem dan kakitangan operasi, digabungkan dengan pergolakan mekanikal, boleh membantu mengurangkan masalah ini.
Peranti ukuran kenalan yang digunakan untuk aplikasi ini adalah unik untuk ukuran keadaan pepejal. Peranti ini bergantung pada sentuhan langsung atau berat dengan bahan. Saiz, ketumpatan, kandungan lembapan dan berat pepejal berbeza-beza. Ciri ini boleh digunakan untuk mengesan atau membuat kesimpulan tahap bahan. Peranti pengesanan aras bahan titik biasa ialah penderia jenis spring atau garpu tala bergetar. Satu lagi kaedah pengukuran biasa ialah menggunakan sistem berat dan kabel. Peranti ini adalah mekanikal dan termasuk penderia garis gelongsor yang boleh mengikut mekanisme mekanikal untuk bergerak ke bawah ke tanah. Tolok terikan digunakan untuk mengubah suai bekas atau silo sedia ada untuk menunjukkan beban pepejal di dalam bekas.