1. Вступ
Силоси є основними об’єктами для зберігання сипучих матеріалів у сільському господарстві, хімічному виробництві, виробництві будівельних матеріалів, переробці кормів і виробництві пластмас. Від зерна, цементу та мінеральних руд до пластикових гранул і різноманітних промислових порошків, сипучі речовини складають більшість місць для зберігання сировини на сучасних виробничих підприємствах. Відстеження рівня-матеріалу в силосах у режимі реального часу має важливе значення для точного управління запасами, стабільного контролю за годуванням і плавного планування виробництва.
Тим не менш, вимірювання рівня сипучих речовин уже давно є головним болем для-технічних спеціалістів і відділів закупівель у всьому світі. На відміну від рідин, які утворюють плоску стабільну поверхню, сипучі речовини викликають безліч складних проблем на-майданчику. Пил, що летить, нерівні насипані поверхні, скупчення матеріалу та щурячі діри всередині силосів часто роблять звичайні датчики неефективними. Протягом багатьох років спілкування з клієнтами ми бачили, як незліченна кількість фабрик має справу з постійними несправностями датчиків, непостійними показаннями та додатковими витратами на оплату праці, спричиненими погано підібраними рішеннями для моніторингу рівня.
сьогодні,радіолокаційні передавачі рівнястали популярним-вибором для важких промислових вимірювальних завдань. Одне питання, яке нам неодноразово задають глобальні покупці, цілком зрозуміле: чи можуть радарні датчики забезпечити надійну роботу для твердих матеріалів у силосах? Спираючись на наш багаторічний-досвід польового встановлення,-записи післяпродажної підтримки та реальні-випадки проектів, у цьому посібнику ми розглянемо продуктивність радара, плюси та мінуси, а також практичні правила вибору для вимірювання рівня твердої речовини в бункері.
2. Основні проблеми вимірювання твердих матеріалів у силосах
Щоб зрозуміти, чому багато стандартних датчиків виходять з ладу в силосних середовищах, давайте спочатку розберемося з унікальними факторами перешкод, створеними сипучими речовинами. Ці поширені -проблеми на місці є основною причиною помилок вимірювань і неочікуваних простоїв обладнання.
2.1 Сильний і стійкий пил
Коли матеріали завантажуються в силоси або вивантажуються з них, великі обсяги дрібного пилу заповнюють весь внутрішній простір. Крихітні частинки порошку можуть блокувати оптичні датчики, поглинати звукові хвилі та міцно прилипати до поверхонь датчиків. Для більшості традиційних пристроїв виявлення щільний плаваючий пил є основною загрозою, яка призводить до повної втрати сигналу.
2.2 Нерівна поверхня та кут природного укосу матеріалу
Рідини завжди осідають на горизонтальну поверхню, але сипучі речовини природним чином утворюють похилі купи після накопичення. Цей-так званий кут природного укосу постійно змінюється під час циклів живлення та розрядження. Нерівні поверхні розсіюють сигнали виявлення в усіх напрямках, що ускладнює звичайним датчикам зафіксувати постійну ехо-точку для обчислення.
2.3 Перекриття бункерів і щурячі-нори
Липкі матеріали або над-дрібний порошок часто утворюють порожнисті перемички або вузькі порожнисті канали всередині силосів під час вивантаження. У цьому випадку датчики виявлятимуть лише поверхню моста матеріалу, а не фактичний рівень матеріалу нижче. Ці неправдиві дані порушать графіки постачання матеріалів і навіть призведуть до перебоїв у виробництві.
3. Обмеження традиційних датчиків рівня в бункері
До того, як радарна технологія набула широкої популярності, заводи покладалися на кілька класичних датчиків для контролю рівня силосу. Кожен тип має очевидні недоліки, коли стикається з важкими умовами праці, згаданими вище.
Ультразвукові датчики рівня популярні через низьку ціну і простий монтаж, але вони повністю залежать від передачі звукової хвилі. Пил сильно поглинає акустичні сигнали, що призводить до слабкого відлуння та різких коливань показань. У силосах із густим порошковим пилом ультразвукові датчики ледь можуть стабільно працювати протягом-тривалого використання.
Поворотні лопатеві перемикачі рівня та вертикальні датчики призначені лише для сигналізації високого/низького рівня, а не для безперервного-відстеження рівня в реальному часі. Обертові лопаті часто затискаються твердими предметами, а троси з відвесами схильні до поломки та пошкодження від падіння матеріалів. Обидва вимагають регулярних-перевірок на місці та заміни деталей.
Датчики рівня ємності є ще одним варіантом{0}}контактного стилю. Їх зонди повинні залишатися в прямому контакті з сипучими речовинами, тому пил і липкий порошок продовжують накопичуватися на поверхні. Поступовий дрейф вимірювань неминучий, і часте ручне очищення стає щоденним робочим навантаженням для операторів установки.
4. Чому радіолокаційні передавачі рівня адаптуються до вимірювання твердих матеріалів
Рівнеміри радіолокаційніпрацюють на основі мікрохвильової технології електромагнітних хвиль, яка має природні переваги перед звуковими хвилями та оптичними сигналами. Мікрохвильові печі мають міцне проникнення та чудову стійкість до пилу, і на їхню роботу не вплинуть щільність повітря чи зважені дрібні частинки.
Мікрохвильові сигнали проходять прямо через плаваючий пил всередині силосів без помітного ослаблення сигналу. Навіть якщо тонкий шар пилу осідає на антену, він не блокуватиме передачу сигналу, як це відбувається для ультразвукових чи оптичних пристроїв. Крім того, мікрохвилі можуть утворювати стійкі відблиски на твердих поверхнях. Незалежно від того, чи купа матеріалу є плоскою чи похилою, кваліфіковані радіолокаційні передавачі можуть вловлювати дійсні ехо-сигнали та обчислювати точні дані про рівень.
Ще однією великою перевагою є механічна структура. Радарні датчики взагалі не мають рухомих частин, тому немає ризику заклинювання, стирання або поломки, викликаної падінням сипучих речовин. Ця конструкція ефективно знижує кількість відмов обладнання та довгострокові -витрати на технічне обслуговування, ідеально відповідаючи попиту на безперервну роботу промислових силосів у режимі 24/7.
5. Без{1}}контактний або хвилеводний радар для силосних застосувань
Так само, як і вимірювання рівня рідини, радіолокаційні датчики рівня для використання в бункері в основному поділяються на дві категорії: без-контактний FMCW радар і хвилеводний радар. Кожен тип підходить для різних розмірів силосів, типів матеріалів і щільності пилу.
Без{0}}контактний радар FMCW є найбільш поширеним рішенням для великих і середніх-силосів. Серед усіх моделей найбільше виділяється високочастотний радар 80 ГГц-. Він побудований із ультра-кутом променя, який ефективно запобігає помилковим сигналам, відбитим від стін силосу, внутрішніх опорних рам і структурних кронштейнів. Він ідеально підходить для зерна, пластикових гранул, грубої руди та інших матеріалів зі звичайним рівнем пилу. Оскільки жоден зонд не проходить усередині силосу, датчик ніколи не буде вдарений або зношений падаючими твердими речовинами. Для силосів заввишки понад 10 метрів ми завжди рекомендуємо без{11}}контактний радар.
Хвилеводний радар використовує стрижневий або тросовий датчик для направлення мікрохвильових сигналів. Він працює краще в невеликих силосах або на майданчиках із надзвичайно щільним пилом і над-дрібним порошком. Спеціальний зонд забезпечує стабільну передачу сигналу та менше піддається впливу нерівних поверхонь матеріалу. Однак ми не рекомендуємо використовувати його для силосів, де зберігаються великі тверді тверді частинки. Важкі матеріали, що падають, можуть з часом погнути або пошкодити зонд. Він більше підходить для цементного порошку, тонкого хімічного порошку та подібних середовищ у діапазоні вимірювання 10 метрів.
6. Практичні поради щодо вибору та встановлення для глобальних покупців
Після виконання сотень проектів по підбору силосів по всьому світу ми склали набір практичних рекомендацій, щоб допомогти закордонним покупцям уникнути поширених помилок у закупівлях і максимально використати продуктивність радара.
По-перше, заздалегідь уточніть властивості матеріалу та розміри силосу. Виберіть80 ГГц-безконтактний радардля великих силосів, грубих часток і нормальних умов пилу. Якщо ви працюєте з над-дрібним порошком, сильним пилом і невеликими-розмірами силосів, радар із наведеними хвилями забезпечить набагато стабільніші показання.
По-друге, зверніть особливу увагу на положення встановлення. Ніколи не встановлюйте радарну антену безпосередньо над входами подачі матеріалу. Удари матеріалів і сильні сплески пилу в цих місцях заважатимуть нормальному прийому сигналу. Ми рекомендуємо вибрати положення у верхній частині верхньої частини силосу, подалі від зон годування та розвантаження. Тим часом тримайтеся на безпечній відстані від внутрішніх конструкцій силосу, щоб запобігти помилковим ехо-сигналам.
По-третє, за потреби обладнайте допоміжні аксесуари. Для силосів з дуже сильним пилом встановіть блок продувки повітрям для антени радара. Безперервне продування повітря підтримує антену чистою цілий рік і гарантує -тривалу стабільну передачу сигналу. Якщо в бункері зберігаються нагріті матеріали, також потрібні антени, стійкі до високих{4}}температур.
7. Поширені помилкові уявлення про радар для вимірювання силосу
Багато покупців мають непорозуміння при виборі радарних датчиків для вимірювання твердих матеріалів, і ці неправильні погляди часто призводять до неправильного вибору моделі.
Деякі користувачі припускають, що всі радіолокаційні передавачі можуть однаково добре працювати з будь-яким сипучим матеріалом. Це не той випадок. Низькочастотний-радар із широким кутом променя вловлюватиме масивні сигнали перешкод у великих силосах, що призведе до нестабільності даних. Він ніколи не зможе замінити професійний високочастотний-радар, призначений для виявлення твердого рівня.
Інші вважають, що радар може повністю вирішити проблеми з перемиканням силосів і щурячими{0}}норами. Насправді радар може виявити лише поверхню сформованих матеріальних містків. Щоб фундаментально впоратися з перемиканням, вам потрібно оптимізувати структуру силосу або додати пристрої для підтримки потоку матеріалу. Радар є надійним інструментом вимірювання, але не рішенням для аномального потоку матеріалу.
8. Часті запитання (FAQ)
Q1: Чи можуть радіолокаційні передавачі рівня нормально працювати в силосах, наповнених сильним пилом?
так На мікрохвильові сигнали майже не впливає плаваючий пил. Оснащений пристроєм для продувки повітрям, радар може підтримувати безперервні й точні вимірювання навіть у -тривалих запилених умовах роботи.
Q2: Чи впливає похила поверхня сипких речовин на точність вимірювань радара?
Сучасний радар FMCW оснащений потужними алгоритмами обробки сигналів. Він може розрахувати середній рівень матеріалу на основі кількох ехо-точок на похилих поверхнях. Вплив від матеріального кута природного утримання зберігається в прийнятному діапазоні похибок для промислового виробництва.
Q3: Який тип радара є економічнішим-для зернових силосів?
Без{1}}контактний радар 80 ГГц є ідеальним вибором для зернових силосів. Він відрізняється простотою встановлення, нульовим контактом із зерном, низьким рівнем обслуговування та тривалим терміном служби, що забезпечує ідеальний баланс між продуктивністю та бюджетом закупівлі.
Q4: Чи тверді тверді частинки пошкодять радарні датчики?
Без{0}}контактний радар не має частин, що висуваються всередину бункера, тому він не буде пошкоджений падаючими частинками. Для хвильового радара великі та тверді частинки можуть вплинути на зонд і деформувати його, тому його не рекомендується використовувати для грубих твердих тіл.
9. Висновок
Підсумовуючи, професійні радарні передавачі рівня повністю здатні вимірювати всі типи сипучих твердих матеріалів у промислових силосах. Порівняно з традиційними ультразвуковими датчиками, поворотними лопатями та вертикальними пристроями, радарні вироби демонструють надзвичайні переваги щодо стійкості до пилу, стабільності роботи та загального терміну служби.
Запорука отримання ідеальних результатів вимірювань полягає в правильному виборі моделі та стандартних монтажних роботах. Виберіть високочастотний-без{2}}контактний радар для великих силосів і крупнозернистих матеріалів, а для невеликих силосів і над-дрібного порошку виберіть радіолокатор із керованими хвилями. Завдяки підібраним аксесуарам і правильному монтажу радіолокаційні передавачі рівня стануть довгостроковим-надійним рішенням для моніторингу рівня силосу.
Якщо у вас є вимоги щодо закупівлі радіолокаційних передавачів рівня, призначених для вимірювання твердих матеріалів у силосах, не соромтеся зв’язатися з нами. Ми порекомендуємо найбільш відповідні продукти та допоміжні рішення на основі фактичних-умов роботи на місці.
10. Література
- Посібник із застосування технології моніторингу рівня силосу, Міжнародне товариство автоматизації (ISA)
- Звіт про випробування мікрохвильового радара в пилових і твердих середовищах
- Посібник із промислового зберігання та вимірювання твердих речовин
- Колекція радарних передавачів рівня для силосів
