Точное измерение уровня твердого материала – распространенные методы и трудности Россия

Зернистое твердое вещество представляет собой совокупность частиц, таких как снег, песок, рис или уголь. Хотя форму сыпучих твердых тел легко объяснить, их поведение сложное и отличается от жидкостей и газов. Точное измерение количества твердых веществ в резервуарах или бункерах имеет решающее значение для управления продукцией, а также контроля и транспортировки складских помещений.
Тип датчика
Подобно измерению уровня жидкости, оборудование для измерения уровня твердых материалов также делится на две категории: бесконтактное и контактное. В этих категориях оборудование можно далее подразделить на точечный контроль и непрерывный контроль уровня. В этой статье представлены принципы, лежащие в основе этих устройств и некоторых приложений.
Измерение уровня твердых веществ не такое чистое и точное, как измерение уровня жидкости. Весовые характеристики жидкостей можно перевести в вес уровня жидкости с помощью устройства статического давления; Твердые вещества могут претерпевать значительные изменения в пределах одной партии. Жидкости также обладают свойствами самовыравнивания и могут обеспечивать однородную поверхность для измерительных приборов без смешивания или других помех. Это одна из проблем, с которой сталкиваются при измерении уровня твердых материалов.

Твердые вещества обычно создают неровную поверхность измерительных приборов и неравномерно загружаются или оседают в контейнерах, в которых они хранятся. Поиск горизонтальной поверхности для отражения сигналов представляет собой определенную проблему для твердых материалов.
Бесконтактное оборудование, используемое для измерения твердого тела, аналогично бесконтактному оборудованию, используемому для измерения уровня жидкости, является наиболее распространенным оборудованием, включая ультразвук, радар и лазер. Преимущество ультразвуковых устройств заключается в их низкой стоимости, и мы очень четко понимаем закономерности их поведения. К сожалению, иногда это может привести к неправильному использованию, приводящему к противоречивым результатам. То же самое касается радиолокационного оборудования.
Твердым веществам обычно трудно оседать на однородной и горизонтальной поверхности. Более распространенный сценарий заключается в том, что твердые вещества транспортируются в резервуар для воды или силос через конвейер, который выливает твердые частицы в положение, образуя конус, определяемый «углом покоя» твердого вещества. При превышении угла происходит массовая осадка или отслойка. Если бесконтактное устройство контролирует верхнюю часть конуса, это отделение приведет к внезапному изменению уровня материала. Обычно, когда оборудование расположено рядом с местом доставки, трудно измерить фактический уровень материала, и любое отсоединение снова вызовет внезапное изменение уровня материала.
Трудности твердотельных измерений
Проблема в отражении наклонных поверхностей. Ультразвуковые, волноводные радары (GWR) и лазерные устройства основаны на отражении сигнала от поверхности тестируемого материала. Поверхность жидкости однородна и обеспечивает хорошую отражающую поверхность для отражения сигнала. Консистенция, размер частиц и, конечно же, угол естественного откоса твердых веществ различаются. Угол естественного откоса — это угол, под которым твердое вещество естественным образом оседает при транспортировке с равномерным и постоянным расходом. Каждое твердое тело имеет уникальный угол покоя. Это можно использовать при измерении материальных точек.
Датчик бесконтактного измерительного устройства можно установить под углом покоя, чтобы определить, когда сплошной конус достигает контрольной точки, например, для сигнализации высокого уровня. Непрерывное измерение уровня – задача непростая. Отсутствие однородной поверхности будет препятствовать возвращению когерентного отражения в передатчик, а изменяющийся размер частиц будет вызывать эффекты рассеяния, оба из которых могут привести к ненадежным сигналам. Лазер является более надежным устройством для измерения материальных точек и более точным в определении наличия твердых тел в контрольных точках.

Если установка лазера на контейнере устройства нецелесообразна, его можно установить на плече устройства. Например, при погрузке осадка на грузовики нецелесообразно устанавливать на грузовиках устройства контроля уровня жидкости из-за наличия погрузочно-разгрузочного и конвейерного оборудования.
Пыль, твердые расширения и неравномерная нагрузка в контейнерах могут повлиять на бесконтактное оборудование. Помните, что пыль может гореть. До внедрения мер безопасности часто происходили взрывы угольной пыли и зернохранилищ. Эту особенность необходимо учитывать при проектировании системы. Помимо топлива, кислорода и воспламенения, необходимых для сгорания топлива, пыль необходимо рассеять и поместить в закрытые контейнеры, чтобы она стала горючей. Дисперсия может помешать работе бесконтактного оборудования для измерения уровня материалов.
В системе должны быть предусмотрены соответствующие кожухи для оборудования, обеспечивающие соответствующую защиту. Когда твердое вещество «слипается» и отделяется от остального наполнителя в бункере, образуя отдельный объект, происходит расширение твердого вещества, например, когда твердое вещество скапливается на одной стороне бункера. Это может привести к невозможности контакта с уровнем или невозможности контакта уровня с материалом. Обычной мерой по исправлению ситуации является использование вибрации или воздуха для «ожижения» твердого вещества и обеспечения его равномерного распределения. По разным причинам может возникнуть неравномерная загрузка. В некоторых случаях опыт проектирования и эксплуатации систем в сочетании с механическим перемешиванием может помочь решить эту проблему.
Устройство контактного измерения, используемое в этом приложении, является уникальным для полупроводниковых измерений. Эти устройства зависят от прямого контакта или веса с материалом. Размер, плотность, содержание влаги и вес твердых веществ различаются. Эти функции можно использовать для обнаружения или определения уровня содержания материала. Устройство определения уровня материала в общей точке представляет собой датчик вибрирующей пружины или камертона. Другим распространенным методом измерения является использование весовых и тросовых систем. Устройство является механическим и включает в себя датчик скользящей линии, который может следовать за механическим механизмом и перемещаться вниз к земле. Тензометры используются для модификации существующих контейнеров или силосов, чтобы указывать твердую нагрузку внутри контейнера.