Katı Malzeme Seviyesinin Doğru Ölçümü - Yaygın Yöntemler ve Zorluklar

Bir granülar katı, kar, kum, pirinç veya kömür gibi parçacıkların bir koleksiyonudur. Granülar katıların şekli açıklamak kolay olsa da, davranışları sıvılar ve gazlardan farklı olarak karmaşıktır. Silolardaki veya tanklardaki katı maddelerin miktarını doğru bir şekilde ölçmek, ürün yönetimi ve depo kontrolü ve aktarımı için kritik öneme sahiptir.
Sensör Tipi
Sıvı seviye ölçümünde olduğu gibi, katı malzeme seviyesi ölçüm cihazları da iki kategoriye ayrılır: temaslı olmayan ve temaslı. Bu kategorilerde, cihazlar daha sonra nokta seviyesi ve sürekli seviye izleme alt kategorilerine ayrılabilir. Bu makale, bu cihazların arkasındaki prensipleri ve bazı uygulamalarını tanıtır.
Katı madde seviye ölçümü, sıvı seviye ölçümünden daha temiz ve kesin değildir. Sıvıların ağırlık özellikleri, statik bir basınç cihazı kullanılarak sıvı seviye ağırlığına dönüştürülebilir; Katı maddeler aynı parti içinde önemli ölçüde değişim geçirebilir. Sıvılar ayrıca karıştırma veya başka bir müdahale olmadan ölçüm cihazları için düz bir yüzey sağlayabilirler ve kendileri seviyelendirici özelliklere sahiptirler. Bu, katı madde seviye ölçümünde karşılaşılan zorluklardan biridir.

Katı maddeler genellikle ölçüm cihazlarına düzensiz yüzeyler sunabilir ve depolandıkları konteynerlerde düzensiz şekilde yüklenebilir veya yerleşebilir. Sinyalleri yansıtmak için bir yatay yüzey bulmak, katı maddeler için belirli bir zorluk taşır.
Düzey ölçümü için kullanılan temaslı olmayan ekipman, sıvı seviyesi ölçümü için kullanılan temaslı olmayan ekipmana benzer şekilde, en yaygın kullanılan aletlerden biridir ve bu arasında ultrasonik, radar ve lazer bulunur. Ultrasonik cihazların düşük maliyetli olması avantajıdır ve davranış modelleri hakkında çok net bir bilgiye sahibiz. Ne yazık ki, bazen yanlış kullanılabilir ve bu da tutarsız sonuçlara neden olabilir. Radar ekipmanı için de aynı durum geçerlidir.
Düzgün ve yatay bir yüzeye yerleşmek için katı maddeler genellikle zordur. Daha yaygın bir senaryo ise, katı maddelerin bir su tankına veya siloya konveyor aracılığıyla taşınması ve konveyorun katıları dökerek belirli bir pozisyona yerleştirme işlemidir. Bu işlem, katının "dinlenme açısı" tarafından belirlenen bir koni oluşturmasına neden olur. Bu açı aşıldığında kütle yerleşimi ya da ayrılma meydana gelir. Eğer temassız cihaz koninin tepesini izliyorsa, bu ayrılma malzeme seviyesinde ani bir değişikliğe neden olacaktır. Genellikle, ekipman teslimat alanının yakınında düzenlendiğinde, gerçek malzeme seviyesini ölçmek zordur ve herhangi bir ayrılma malzeme seviyesinde tekrar ani bir değişikliğe neden olacaktır.
Katı Madde Ölçümündeki Zorluklar
Sorun, eğimli yüzeylerin yansımasıdır. Ültrasonik, rehber dalga radarı (GWR) ve lazer cihazları, test edilen malzemenin yüzeyinde sinyal yansımasına dayanır. Sıvı yüzeyi düzgün bir şekilde iyi bir yansıma yüzeyi sağlar. Katıların dinleme açısı, tutarlılık, parçacık boyutu ve tabii ki yüzeyin eğimi değişir. Dinleme açısı, bir katının均匀ve tutarlı bir akış hızıyla taşındığında doğal olarak yerleştiği açıdır. Her katı malzeme benzersiz bir dinlence açısı vardır. Bu, malzeme noktalarını ölçmede uygulanabilir.
Bir temassız ölçüm cihazı sensörü, katı koni kontrol noktası ulaşıldığında bunu belirlemek için dinlenme açısına monte edilebilir, örneğin yüksek seviye alarmı. Sürekli seviye ölçümü kolay değildir. Düzgün bir yüzey eksikliği, koheran yansıma transmite geri dönmeyi engelleyecektir ve değişken parçacık boyutları saçılma etkileri oluşturacaktır, ikisi de güvenilir olmayan sinyallere neden olabilir. Laser, malzeme noktalarını ölçmek için daha güvenilir bir alet ve kontrol noktalarında katıların varlığını belirlemek için daha doğrudur.

Lazeri aygıt kapasitesine monte etmek pratik değilse, bu aygıta omuz olarak monte edilebilir. Örneğin, kamyonlara çamur yükleme uygulamasında, malzeme işleme ve taşıma ekipmanı nedeniyle kamyonlara sıvı seviye izleme aygıtları monte etmek pratik değildir.
Konteynerlerde toz, katı genleşme ve düzensiz yüklere sahip olma durumları tümüyle temaslı olmayan ekipmanlara etki edebilir. Lütfen tozun yanabileceği unutulmamalıdır. Güvenlik yordamlarını uygulamadan önce, kömür tozu ve tahıl silo patlamaları sıklıkla meydana gelmiştir. Bu özellik sistemi tasarırken göz önüne alınmalıdır. Yakıtın yakılması için yakıt, oksijen ve ateşleme gibi gerekli unsurların yanı sıra, toz kapalı konteynerlerde yayılmış ve kısıtlı bir hale gelmelidir ki yanıcı olsun. Yayılım, temaslı olmayan malzeme seviyesi ekipmanın işlemesini engelleyebilir.
Sistemde uygun koruma sağlamak amacıyla uygun ekipman kılıfları tasarlanmalıdır. Silo içinde doldurma malzemesinden ayrı bir "topluğa" geçerek ayrı bir nesne oluşturduğunda katı genişleme meydana gelir, örneğin silonun bir tarafında yığılmış katı. Bu, seviyenin malzemeyle temas etmemesi veya seviyenin malzemeyle temas edememesine neden olabilir. Yaygın bir düzeltme ölçümü, katıyı "suylaşmak" için titreşim veya hava kullanmaktır, böylece均匀 dağılım sağlanır. Çeşitli nedenlerden dolayı eşitsiz yükleme olabilir. Bazı durumlarda, sistem tasarım ve işletim personelinin deneyimi ile mekanik karıştırma birlikte bu sorunu hafifletebilir.
Bu uygulama için kullanılan temัสlı ölçüm cihazı, katı hal ölçümüne özeldir. Bu tür cihazlar, malzemeyle doğrudan temัส veya ağırlık kullanır. Katı maddelerin boyutu, yoğunluğu, nem içeriği ve ağırlığı değişir. Bu özellikler, malzeme seviyelerini tespit etmek veya çıkarım yapmak için kullanılabilir. Ortak nokta malzeme seviyesi algılama cihazı, titreşen bir yay veya akort tipi sensördür. Başka bir yaygın ölçüm yöntemi ise ağırlık ve kablo sistemlerini kullanmaktır. Cihaz mekanik olup, mekanik mekanizmayı takip ederek aşağıya inebilen bir kaydırma çizgisi sensörü içerir. Gerilmeölçerleri (strain gauges), var olan konteynerlerin veya silolardaki katı yükleme göstermek için değiştirilmesi için kullanılır.