Pengukuran Tepat aras Bahan Pepejal - Kaedah Lazim dan Kebimbangan

Sebuah pepejal granular adalah kumpulan zarah, seperti salji, pasir, nasi, atau arang. Walaupun bentuk pepejal granular mudah dijelaskan, tingkah lakunya adalah kompleks dan berbeza daripada cecair dan gas. Pengukuran yang tepat jumlah pepejal dalam tangki atau silo adalah penting untuk pengurusan produk dan kawalan serta 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 pengawasan aras titik dan aras berterusan. Artikel ini memperkenalkan prinsip di balik peranti ini dan beberapa aplikasi.
Pengukuran tahap pepejal tidak separuh bersih dan tepat seperti pengukuran tahap cecair. Ciri-ciri berat cecair boleh ditukar kepada berat tahap cecair menggunakan peranti tekanan statik; Pepejal boleh mengalami perubahan yang signifikan dalam satu batch yang sama. Cecair juga mempunyai sifat mengekalkan tahap sendiri dan boleh memberikan permukaan seragam untuk peranti pengukuran tanpa campuran atau gangguan lain. Ini adalah salah satu cabaran yang dihadapi oleh pengukuran tahap bahan pepejal.

Pepejal biasanya hanya boleh memberikan permukaan yang tidak seragam kepada peranti pengukuran dan dimuatkan atau diletakkan dengan tidak seragam dalam bekas penyimpanan mereka. Menemui permukaan mendatar untuk mencerminkan isyarat membawa cabaran tertentu kepada bahan pepejal.
Peralatan tanpa sentuhan yang digunakan untuk pengukuran keadaan pepejal, serupa dengan peralatan tanpa sentuhan yang digunakan untuk pengukuran paras cecair, adalah peralatan yang paling biasa, termasuk ultrasonik, radar, dan laser. Peranti ultrasonik mempunyai kelebihan kos yang rendah, dan kita mempunyai pemahaman yang sangat jelas tentang pola kelakuan mereka. Malangnya, terkadang ia boleh menyebabkan penyalahgunaan, yang mengakibatkan keputusan yang tidak konsisten. Begitu juga bagi peralatan radar.
Bahan pepejal secara amnya sukar untuk diletakkan ke dalam permukaan yang seragam dan mengufuk. Senario yang lebih biasa adalah bahan pepejal dihantar ke tangki air atau silo melalui konveyor, yang menuangkan pepejal ke dalam kedudukan, membentuk sebuah kon yang ditentukan oleh "sudut rehat" bahan pepejal tersebut. Apabila sudut itu dilanggar, terdapat penyesuaian jisim atau pemelesetan. Jika peranti tanpa sentuhan memantau bahagian atas kon, pemelesetan ini akan menyebabkan perubahan tiba-tiba dalam paras bahan. Biasanya, apabila kelengkapan dipasang berhampiran kawasan penghantaran, ia sukar untuk mengukur paras bahan sebenar, dan sebarang pemelesetan akan menyebabkan perubahan tiba-tiba dalam paras bahan sekali lagi.
Kesukaran Pengukuran Keadaan Pepejal
Masalahnya adalah pantulan permukaan yang condong. Peranti ultrasonik, radar gelombang terpandu (GWR), dan laser bergantung pada pantulan isyarat di atas permukaan bahan yang dikesan. Permukaan cecair adalah seragam dan memberikan permukaan pantulan yang baik untuk pantulan isyarat. Konsistensi, saiz zarah, dan tentunya, sudut rehat pepejal berbeza-beza. Sudut rehat adalah sudut di mana satu pepejal menetap secara semula jadi apabila dihantar pada kadar aliran yang seragam dan konsisten. Setiap pepejal mempunyai sudut rehat yang unik. Ini boleh digunakan dalam aplikasi pengukuran titik bahan.
Pemasaan tanpa sentuhan menggunakan sensor boleh dipasang pada sudut rehat untuk menentukan bila kon pemejal mencapai titik kawalan, seperti alarm paras tinggi. Pengukuran paras berterusan tidak mudah. Kekurangan permukaan seragam akan menghalang pantulan koheren daripada kembali ke pemancar, dan saiz zarah yang berbeza boleh menghasilkan kesan pencerakan, kedua-duanya boleh menyebabkan isyarat yang tidak dapat dipercayai. Laser adalah peranti yang lebih boleh dipercayai untuk mengukur titik bahan dan lebih tepat dalam menentukan kehadiran pepejal pada titik kawalan.

Jika tidak praktikal untuk memasang laser pada bekas alatan, ia boleh dipasang pada bahu alatan. Sebagai contoh, dalam aplikasi memuatkan lumpur ke trak, tidak praktikal untuk memasang peranti pemantau paras cecair pada trak kerana kelengkapan penanganan dan penghantaran bahan.
Debu, kembangan pepejal, dan beban tidak seragam dalam bekas boleh mempengaruhi peralatan tanpa sentuhan. Sila ingat bahawa debu boleh terbakar. Sebelum prosedur keselamatan diterapkan, letupan debu batu bara dan silo bijiran kerap berlaku. Ciri ini mesti dipertimbangkan ketika mendesain sistem. Selain bahan api, oksigen, dan penyulutan yang diperlukan untuk pembakaran bahan api, debu perlu disebar dan dikandung dalam bekas tertutup supaya menjadi mudah terbakar. Penyebaran ini mungkin mengganggu operasi peralatan paras bahan tanpa sentuhan.
Kotak-kotak kelengkapan yang sesuai sepatutnya direka dalam sistem untuk memberikan perlindungan yang sesuai. Apabila bahan pepejal "bergerum" dan berpisah daripada bahan pengisi lain dalam silo untuk membentuk objek yang terpisah, kembangan pepejal berlaku, seperti pepejal yang bertumpu di satu bahagian silo. Ini boleh menyebabkan ketidakupayaan untuk bersentuh dengan paras atau paras tidak dapat bersentuh dengan bahan. Kaedah rawatan biasa adalah menggunakan getaran atau udara untuk "mencecair" pepejal tersebut untuk memastikan taburan yang seragam. Disebabkan pelbagai sebab, pemuatan yang tidak seragam boleh berlaku. Dalam beberapa kes, pengalaman staf reka bentuk dan operasi sistem, dikombinasikan dengan agitasi mekanikal, boleh membantu merangka masalah ini.
Peranti pengukuran kontak yang digunakan untuk aplikasi ini adalah unik kepada pengukuran keadaan pepejal. Peranti-peranti ini bergantung kepada kontak langsung atau berat dengan bahan. Saiz, ketumpatan, kandungan air, dan berat pepejal-pepejal berbeza. Ciri-ciri ini boleh digunakan untuk mengesan atau membuat inferens tentang tahap bahan. Peranti pengesanan tahap bahan titik biasa adalah sensor pegas getaran atau jenis garpu nada. Kaedah pengukuran biasa lain adalah menggunakan sistem berat dan wayar. Peranti ini adalah mekanikal dan termasuk sensor tal penyeimbang yang boleh mengikuti mekanisme mekanikal untuk bergerak ke bawah sehingga ke tanah. Penunjuk beban digunakan untuk mengubah suai bekas atau silo sedia ada untuk menunjukkan beban pepejal di dalam bekas.