Noggrann mätning av fast materialnivå - vanliga metoder och svårigheter Sverige

Ett granulärt fast ämne är en samling partiklar, såsom snö, sand, ris eller kol. Även om formen av granulära fasta ämnen är lätt att förklara, är deras beteende komplext och skiljer sig från vätskor och gaser. Att noggrant mäta mängden fast material i tankar eller silos är avgörande för produkthantering och lagerhanteringskontroll och överföring.
Sensortyp
Liksom vätskenivåmätning är även utrustning för nivåmätning av fast material indelad i två kategorier: beröringsfri och kontakt. Inom dessa kategorier kan utrustning ytterligare delas in i punktnivå och kontinuerlig nivåövervakning. Den här artikeln introducerar principerna bakom dessa enheter och vissa applikationer.
Fast nivåmätning är inte lika ren och exakt som vätskenivåmätning. Vätskors viktegenskaper kan omvandlas till vätskenivåvikt med hjälp av en statisk tryckanordning; Fasta ämnen kan genomgå betydande förändringar inom samma sats. Vätskor har även självutjämnande egenskaper och kan ge en enhetlig yta för mätinstrument utan blandning eller andra störningar. Detta är en av utmaningarna för mätning av fast materialnivå.

Fasta ämnen kan i allmänhet endast ge ojämna ytor till mätanordningar och är ojämnt lastade eller sedimenterade i behållare där de förvaras. Att hitta en horisontell yta för att reflektera signaler utgör en viss utmaning för fasta material.
Beröringsfri utrustning som används för mätning av fast tillstånd, liknande beröringsfri utrustning som används för vätskenivåmätning, är den vanligaste utrustningen, inklusive ultraljud, radar och laser. Ultraljudsapparater har fördelen av låg kostnad, och vi har en mycket tydlig förståelse för deras beteendemönster. Tyvärr kan det ibland leda till felaktig användning, vilket resulterar i inkonsekventa resultat. Detsamma gäller radarutrustning.
Fasta ämnen är i allmänhet svåra att sedimentera på en enhetlig och horisontell yta. Ett vanligare scenario är att fasta ämnen transporteras till en vattentank eller silo genom en transportör, som häller de fasta partiklarna i en position och bildar en kon som bestäms av det fasta materialets "vilovinkel". När vinkeln överskrids uppstår masssättning eller lösgöring. Om den beröringsfria enheten övervakar toppen av konen, kommer denna lossning att orsaka en plötslig förändring av materialnivån. Vanligtvis, när utrustningen är anordnad nära leveransområdet, är det svårt att mäta den faktiska materialnivån, och varje lossning kommer att orsaka en plötslig förändring av materialnivån igen.
Svårigheterna med fast tillståndsmätning
Problemet är reflektionen av lutande ytor. Ultraljud, guidad vågradar (GWR) och laserenheter förlitar sig på signalreflektion på ytan av det testade materialet. Vätskeytan är enhetlig och ger en bra reflekterande yta för signalreflektion. Konsistensen, partikelstorleken och naturligtvis vilovinkeln för fasta ämnen varierar. Vilovinkeln är den vinkel med vilken ett fast ämne naturligt sätter sig när det transporteras med en enhetlig och konsekvent flödeshastighet. Varje solid har en unik vilovinkel. Detta kan användas vid tillämpningen av mätmaterialpunkter.
En beröringsfri mätenhetssensor kan installeras i en vilovinkel för att avgöra när den solida konen når kontrollpunkten, till exempel ett högnivålarm. Kontinuerlig nivåmätning är inte lätt. Avsaknaden av en enhetlig yta kommer att förhindra att koherent reflektion återgår till sändaren, och den varierande partikelstorleken kommer att ge spridningseffekter, som båda kan leda till opålitliga signaler. Laser är en mer pålitlig anordning för att mäta materialpunkter och är mer exakt när det gäller att bestämma närvaron av fasta ämnen vid kontrollpunkter.

Om det är opraktiskt att installera lasern på enhetens behållare kan den installeras på enhetens axel. Till exempel, vid applicering av lastning av slam på lastbilar, är det opraktiskt att installera vätskenivåövervakningsanordningar på lastbilar på grund av materialhantering och transportutrustning.
Damm, fast expansion och ojämn belastning i behållare kan alla påverka beröringsfri utrustning. Kom ihåg att damm kan brinna. Innan säkerhetsprocedurer implementerades inträffade ofta koldamm och spannmålssiloexplosioner. Denna funktion måste beaktas när systemet utformas. Förutom bränsle, syre och tändning som krävs för bränsleförbränning, måste damm spridas och inneslutas i slutna behållare för att bli brännbart. Spridning kan störa driften av beröringsfri materialnivåutrustning.
Lämpliga utrustningshöljen bör utformas i systemet för att ge lämpligt skydd. När ett fast ämne "klumpar sig" och separerar från resten av fyllnadsmaterialet i silon för att bilda ett separat föremål, uppstår en fast expansion, till exempel att det fasta materialet staplas upp på ena sidan av silon. Detta kan resultera i oförmåga att komma i kontakt med nivån eller att nivån inte kan komma i kontakt med materialet. En vanlig avhjälpande åtgärd är att använda vibrationer eller luft för att "fluidisera" det fasta ämnet för att säkerställa jämn fördelning. Av olika anledningar kan ojämn belastning uppstå. I vissa fall kan erfarenhet av systemdesign- och driftpersonal, i kombination med mekanisk agitation, hjälpa till att lindra detta problem.
Kontaktmätenheten som används för denna applikation är unik för halvledarmätning. Dessa enheter är beroende av direkt kontakt eller vikt med materialet. Storleken, densiteten, fukthalten och vikten av fasta ämnen varierar. Dessa funktioner kan användas för att upptäcka eller sluta materialnivåer. Den gemensamma punktmaterialnivådetekteringsanordningen är en sensor av typen vibrerande fjäder eller stämgaffel. En annan vanlig mätmetod är att använda vikt- och kabelsystem. Enheten är mekanisk och inkluderar en glidlinjesensor som kan följa den mekaniska mekanismen för att röra sig nedåt till marken. Töjningsmätare används för att modifiera befintliga containrar eller silos för att indikera den fasta lasten inuti containern.