قياس مستوى حبيبات الخشب بالرادار في صوامع التخزين

METRAVON قياس مستوى حبيبات الخشب بالرادار في صوامع التخزين

لا تُعدّ الخزانة الأسطوانية لكريات الخشب مجرد وعاء صلب مملوء بالغبار؛ بل تتسم بخصائص إضافية.

أثناء عملية التعبئة، قد تتكوّن الكريات في أكوام مخروطية أو غير مركّزة. أما أثناء عملية التفريغ، فقد تظهر على سطح الخزانة مناطق انخفاض، أو جسور، أو فراغات محلية. كما أن وجود غبار الخشب، وتقلّب نسبة الرطوبة، وتباين الكثافة الحجمية، تجعل عملية قياس كميات المخزون أكثر تعقيدًا مقارنةً بقياس مستوى السوائل.

تكمن القيمة الرئيسية للرادار في قدرته على توفير بيانات مستمرة عن مستوى المواد، دون الحاجة إلى بقاء عنصر القياس مدفونًا داخل المادة. ويمكن لهذه البيانات أن تدعم عمليات مراقبة عملية التعبئة، وتخطيط عمليات التفريغ، وتنبيهات السلامة، وإدارة المخزون.

1. لماذا يُستخدم الرادار غير التلامسي على نطاق واسع في أسوار تخزين كريات الخشب؟

يتم تركيب هوائي الرادار عادةً في الجزء العلوي من الأسوار، ولا يظل مغمورًا في المادة السائبة.

هذا يساعد في تجنب:

• التآكل الميكانيكي الناتج عن الحبيبات؛

• الإجهاد الشدّي على الكابلات أو المجسات؛

• الالتصاق الميكانيكي أو الاختناق؛

• بعض أنشطة الصيانة داخل المخزن.

2. ما الذي يجعل قياس مخازن كريات الخشب أمرًا صعبًا في الواقع؟ —

يُعد الغبار عاملًا مهمًا، لكنه يمثل جانبًا واحدًا فقط من المشكلة.

تشمل العوامل الشائعة الأخرى ما يلي:

• تعبئة خارج المركز؛

• أسطح مواد غير منتظمة؛

• زاوية الاستقرار الطبيعية؛

• تكوّن جسور من المواد؛

• انهيار مفاجئ للمواد؛

• بقايا مواد على جدران المخزن؛

• تراكم غبار على الهوائي.

إن اختيار رادار فقط بسبب امتلاكه مدى بعيد أو بسبب إعلاناته حول استخدامه في البيئات الغبارية، لا يضمن أن النقطة المُقاسة تمثل المخزون الفعلي.

3. لماذا 80GHz رادار شائع في صوامع الحبيبات الخشبية؟

ميزة رئيسية من 80GHz الرادار هو القدرة على تشكيل شعاع ضيق باستخدام هوائي مدمج.

وفي الأبراج العالية أو تلك ذات العرض الضيق نسبيًا، يُساهم الشعاع الضيق في تقليل الانعكاسات عن الجدران، مما يضمن تغطية الأنابيب والهياكل الداخلية بكفاءة.

ولهذا السبب، غالبًا ما تكتسب العوامل التالية أهمية أكبر من مجرد مدى أقصى اسمي:

• زاوية الشعاع؛

• ارتفاع البرج.

• قطر السilo؛

• موقع تركيب؛

• موقع نقطة التعبئة.

4. هل يجب تركيب الرادار دائمًا في مركز السilo؟

لا.

إذا كان المركز هو أيضًا نقطة التعبئة الرئيسية، فقد يؤدي تركيب الرادار مباشرة فوق تدفق المواد الداخلة إلى تعريضه لـ:

• غبار كثيف؛

• تأثير مباشر للمنتج؛

• تغير سريع في هندسة الدعامات؛

• عدم استقرار إيكو قصير الأجل.

ينبغي اختيار نقطة التثبيت استنادًا إلى نقطة التعبئة، ونقطة التفريغ، وقطر السيلو، وشكل الدعامات النموذجي، ومساحة قاعدة العارضة.

5. لماذا قد يكون وزن المخزون بالطنات غير دقيق، حتى عندما تكون مسافة الرادار دقيقة؟

يقيس رادار واحد نقطةً ممثلةً ضمن حزمة إشعاعه، وليس السطح المادي ثلاثي الأبعاد بالكامل.

وفي الوقت نفسه، قد يحتوي السيلو على ما يلي:

• كومة مركزية أعلى؛

• قسم مرتفع ناتج عن ملء خارج المركز؛

• تجويف عميق فوق مخرج السيلو؛

• المواد المتبقية على الحائط؛

• فراغات تحت جسر.

مهم:دقة قياس المسافة بالرادار لا تعني دقة قياس إجمالي المخزون في الصومعة.

6. في أي حالات قد يكون نقطة قياس واحدة بالرادار غير كافية؟

إذا تطلّب المشروع دقة أعلى في إدارة المخزون، فيُستحسن النظر في اعتماد حلٍ متعدد النقاط أو حلٍ بديل لإدارة المخزون في الحالات التالية:

• - يكون قطر المخزن واسعًا؛

• - يكون ملء غير مركزي بشكل ملحوظ؛

• - توجد نقاط ملء أو تفريغ متعددة؛

• - يظهر سطح المادة عدم تماثلٍ مستمر؛

• - تُلاحظ ظاهرة تشكل جسورٍ بين المخازن ووجود فراغاتٍ داخلية بشكل متكرر؛

• المتطلب هو كتلة المخزون، وليس مجرد اتجاه مستوى المخزون أو تنبيهات للقيم المرتفعة أو المنخفضة.

تشمل الحلول الممكنة ما يلي:

• نقاط قياس رادارية متعددة ومستقلة؛

• أنظمة مسح مستوى ثلاثية الأبعاد؛

• أنظمة وزن؛

• دمج بيانات مستوى الرادار مع سجلات دخول/خروج المواد؛

يعتمد الخيار الأمثل على دقة المخزون المطلوبة وعلى الجدوى الاقتصادية للمشروع.

7.كيف يتم تحويل كمية كريات الخشب إلى طن من المخزون؟

: المستوى ← الحجم ← الكتلة

: يتطلب الحساب على الأقل ما يلي:

• : قطر المخزن والارتفاع الكلي؛

• : شكل القاعدة — إما مسطحة أو مخروطية؛

• : شكل سطح المادة؛

• الكثافة الظاهرية لحبيبات الخشب.

يمكن أن يؤثر محتوى الرطوبة في الحبيبات، وحجمها، ودرجة ضغطها، على الكثافة الكلية. وبالتالي، فإن نفس القيمة المقاسة قد لا تُقابل دائمًا كتلة مخزون متطابقة تمامًا.

8. هل يمكن للرادار قياس مخزن حبيبات خشبية بارتفاع 18 مترًا أو أكثر؟

في معظم الحالات، نعم.

لا يُعد قياس مسافة 18 مترًا أمرًا صعبًا بشكل خاص بالنسبة لرادارات صناعية حديثة.يجب أن يُؤخذ في الاعتبار عند إجراء الاختيار الشامل كل من قطر السيلو، وعرض العارضة، ووجود الغبار، وحالة سطح المادة، والمستوى الأقصى، والهياكل الداخلية.

9. كيف ينبغي التعامل مع تراكم الغبار على الهوائي؟

يمكن للغبار الخشبي أن يتراكم تدريجيًا على الهوائي أو على السطح المواجه للعملية.

اعتمادًا على تصميم الرادار، قد تشمل التدابير المناسبة ما يلي:

• – إجراء فحوصات دورية؛

• – تنظيف الرادار؛

• – إجراء عملية تفريغ هوائي معتمدة من قِبل الشركة المصنعة؛

• – اختيار هندسة هوائي أقل عرضة لتراكم المواد؛

– عدم تركيب غطاء بلاستيكي أو معدني عادي أمام الهوائي دون التأكد من توافقه، نظرًا لإمكانية أن يُولِّد هذا الغطاء انعكاسًا جديدًا للرادار؛

– 10. لماذا يجب أخذ الغبار القابل للاشتعال في الاعتبار؟

يمكن لغبار الخشب الدقيق أن يُشكّل بيئة قابلة للاشتعال عند تركيزات معينة وظروف إشعال محددة.

ولذلك، يجب على المشروع التمييز بين ما يلي:

• تصنيف درجة حماية IP للمحيط من دخول الغبار والماء؛

• تصديق على المناطق الخطرة بالنسبة للغبار القابل للاشتعال.

بالنسبة للمناطق المصنفة، تأكد من صحة تصديق نموذج الرادار المحدد، ودرجة حرارة السطح المسموح بها، ومتطلبات غلاف الكابل، وآليات التأريض.

11. كيف يمكن لنظام التحكم في المصنع استخدام بيانات الرادار؟

• : مؤشر مستوي مستمر؛

• : إنذار بمستوى مرتفع؛

• : إنذار بمستوى منخفض؛

• : تداخلات في خط نقل أو في نظام التغذية؛

• : تخطيط عملية التعبئة؛

• : تحليل اتجاهات المخزون؛

• : مراقبة عن بُعد عبر نظام SCADA أو السحابة.

في سياق تشغيل المعدات الصناعية، غالبًا ما يكون وجود اتجاهٍ موثوقٍ على المدى الطويل أكثر قيمةً من السعي للحصول على قراءةٍ منفردةٍ بدقة «مليمترية» من سطحٍ غير منتظمٍ من مادةٍ صلبةٍ كتلية.

12. ما المعلومات التي ينبغي توفيرها عند عملية الاختيار؟

الخلاصة.

لا يكمن التحدي الرئيسي في قياس الرادار الخاص بخلية حبيبات الخشب في إمكانية تشغيل الرادار في بيئة غبارية فحسب، بل يكمن في اختيار نقطة قياس تظل قادرة على تمثيل التغيرات في كميات المخزون، وذلك رغم التغيرات التي تطرأ على سطح المادة.عادةً ما تُعدّ عوامل مثل عرض الشعاع (

)، وموقع التثبيت، ونقاء الهوائي، ومتطلبات التعامل مع الغبار القابل للاشتعال، بالإضافة إلى الفهم الواقعي لقيود القياس عند نقطة واحدة، أكثر أهمية من مواصفات دقة القيمة الرئيسية.