Радарное измерение уровня в крупных силосах для сыпучих материалов

Измерение уровня с помощью радаров в крупных силосах для сыпучих твёрдых материалов: пыль, наклонные поверхности и 80GHz Отбор

Измерение уровня в крупных силосах для твёрдых сырьевых материалов, как правило, представляет собой более сложную задачу по сравнению с измерением в традиционных ёмкостях для жидкостей. На стабильность измерений могут влиять такие факторы, как наличие пыли, большие расстояния между датчиком и поверхностью ёмкости, наклонные поверхности материала, струи заправки, накопление материала на стенках и внутренние конструктивные элементы оборудования.

Беспробовые радарные датчики уровня используют электромагнитные волны для определения положения поверхности материала без необходимости погружения зонда в материал. Благодаря этому они широко применяются для непрерывного измерения уровня угля в породе, цемента, известняка, минеральных порошков, зерна, пластиковых гранул и других твёрдых сырьевых материалов в свободном состоянии.

1. Почему измерение уровня в крупных силосах для твёрдых сырьевых материалов представляет собой более сложную задачу?

Жидкие поверхности, как правило, относительно плоские, тогда как порошковые и гранулированные материалы образуют значительные углы покоя и непрерывно изменяют форму в процессе загрузки, разгрузки и разрушения материала.

Тяжёлый пыль

: операции загрузки могут приводить к образованию значительных объёмов пыли в воздухе, что может влиять на работу некоторых технологий измерения концентрации.

: Наклонная поверхность материала.

: Порошковые твёрдые вещества образуют конические или неправильные поверхности, вследствие чего направление и интенсивность эхо-сигнала могут изменяться в зависимости от распределения материала.

: Большой диапазон измерения.

Для крупных силосов может потребоваться непрерывное измерение на протяжении нескольких десятков метров.

Внутренние структуры.

Стены, арматура, заполняющие трубы и стенки силоса могут создавать фиксированные интерферентные эхо-сигналы.

2. Почему радарные технологии особенно подходят для измерения в крупных силосах с твёрдыми материалами?

Радиолокация использует электромагнитные волны для измерения без физического контакта и не требует наличия механического датчика, который должен постоянно выдерживать давление материала, трение или растягивающее напряжение. Это делает её подходящей для применения в крупных и высоких силосах при непрерывном загрузке и разгрузке.

В пыльных средах радиолокация, как правило, обеспечивает более широкий спектр применения по сравнению с ультразвуковыми технологиями, эффективность которых зависит от распространения звука по воздуху.При длительной эксплуатации в бункерах для твёрдых сырьевых материалов накопление пыли на антеннах, адгезия материалов и положение крепления зачастую являются более важными факторами, чем наличие пыли в воздухе.

Неконтактные непрерывные измерения

Подходит для измерений на больших расстояниях

Подходит для силосов с высоким содержанием пыли

Не содержит непрерывно движущихся плавников или грузов

Поддерживает промышленные аналоговые или цифровые выходы

Подходит для удалённого контроля уровня и технологических параметров

3. Почему это так?80GHz Часто ли используется радар для анализа твёрдых веществ в больших объёмах?

80GHz У радара относительно короткая длина волны. При сопоставимых габаритах антенны он, как правило, формирует более узкий измерительный луч, что способствует снижению уровня помех от стен силосов, несущих балок, заполняющих труб и других стационарных объектов.

Ужекий пучок особенно полезен в глубоких силосах, узких силосах и сосудах с сложной внутренней структурой, поскольку в этом случае большая часть энергии измерения может быть сконцентрирована на поверхности целевого материала.

При отборе необходимо также учитывать размер частиц, диэлектрические свойства, наличие пыли, максимальное расстояние измерения и угол между материалом и поверхностью.80GHz Это не означает, что у каждого продукта одинаковый угол луча, дальность действия или точность; указанные характеристики зависят от конкретной модели.

4. Где следует устанавливать передающий модуль радиолокационного уровня в силосе?

Положение установки должно определяться в соответствии с методом загрузки, положением выгрузки, углом между материалом и поверхностью, а также геометрией силоса. Область измерения должна охватывать основную поверхность материала, исключая прямые потоки загрузки и крупные стационарные препятствия.

Избегайте потока загрузки

Постоянное падение материала может закрывать фактическую поверхность и вызывать сильные динамические отражения.

Снижение отражений от стенок.

Подберите положение крепления в соответствии с углом луча, чтобы основной луч не попадал в стену силоса.

Избегайте размещения лучей и опор.

Внутренние металлические конструкции могут вызывать сильные фиксированные эхо-сигналы.

Рассмотрите параметр «Направление поверхности»

: при необходимости можно использовать регулируемое крепление для нацеливания луча на поверхность материала, наиболее характерную для данного случая.

5. Почему пустой силос позволяет получать корректные измерения, но после заполнения может стать нестабильным?

В пустом состоянии силоса радар может регистрировать чёткое отражение от дна силоса или других стационарных конструкций. После загрузки материала основной объектом измерения становится поверхность сыпучего твёрдого материала.

Порошки и гранулы, как правило, образуют наклонные и неупорядоченные поверхности, вследствие чего направление, интенсивность и положение эхо-сигнала изменяются в зависимости от уровня загрузки. Таким образом, успешное прохождение испытания пустого силоса не полностью отражает характеристики измерений при средних или высоких уровнях загрузки.

Во время пусконаладочных работ целесообразно отслеживать характеристики эха при низком, среднем и высоком уровне материала и убедиться, что прибор продолжает отслеживать фактическую поверхность материала, а не стену силоса, дно или другую фиксированную структуру.

6. Влияет ли пыль на результаты радиолокационного измерения уровня?

В крупных силосах для хранения порошка при загрузке может образовываться значительное количество пыли в воздушной среде. Промышленный радар в таких условиях, как правило, обеспечивает непрерывный мониторинг и, как правило, имеет более широкий диапазон применения по сравнению с ультразвуковым измерением в условиях высокой концентрации пыли.

При длительной эксплуатации накопление пыли на антенне и адгезия материала зачастую приобретают большее значение: толстый налёт на антенне может ослаблять полезный эхо-сигнал.Таким образом, в случаях, когда требуется предотвращение сильного накопления, могут потребоваться соответствующая конструкция антенны, оптимизированное положение её крепления или система продувки.

7. Влияет ли налёт на поверхности материала на результаты радиолокационного измерения?

Твёрдые сыпучие материалы, как правило, образуют конические, смещённые или неправильные поверхности. Радиолокационный метод измеряет поверхность материала в пределах зоны, охватываемой лучом, поэтому полученное значение отражает уровень в данной измерительной зоне, а не среднее значение по идеально горизонтальной поверхности всего силоса.

При загрузке, выгрузке или обрушении материала высота поверхности в окрестности точки измерения может изменяться. Поэтому место установки датчика должно адекватно отражать ход процесса, а параметры демпфирования и обработки сигналов — соответствовать фактической скорости перемещения материала.

8. Сопоставляется ли одно измерение уровня с помощью радарного датчика с фактическим уровнем запасов?

Важно чётко различатьОбъём или масса запасов на материальном уровне:и;.

Один радиолокационный датчик уровня предназначен в основном для измерения высоты поверхности материала в одной зоне. Поверхности жидкостей, как правило, являются плоскими, поэтому уровень жидкости зачастую можно относительно легко преобразовать в объём с учётом геометрии ёмкости. Для твёрдых материалов в bulk характерны угол покоя, смещённые насыпи, полости и неровные поверхности.

По этой причине расчёты объёма или массы в ситах для твёрдых сыпучих материалов на основе одного лишь измерительного пункта могут нести неопределённость в ситах большого объёма. Если требуется более точное определение объёма или массы, можно использовать несколько измерительных пунктов на разных уровнях в сочетании с геометрией сита, моделями насыпей материалов, углом покоя и данными о плотности сыпучего материала.

9. Какие сыпучие материалы можно измерять с помощью радарного зонда?

— 10. Какие сведения необходимы при выборе радарного датчика для крупного силоса?

Одного указания высоты силоса, как правило, недостаточно для выбора подходящего радиолокационного передатчика уровня; также следует учитывать свойства материала, геометрию силоса, а также реальные условия заполнения и разгрузки.

11. Типичное применение: радиолокационное измерение уровня в силосе для порошка известняка.

Порошок известняка, цемент и аналогичные материалы при загрузке могут генерировать значительное количество пыли и, как правило, формируют значительный угол покоя. В высоком силосе для порошка в верхней части может быть установлено радиолокационное устройство без контакта для непрерывного контроля уровня материала.

Отбор должен быть основан на таких параметрах, как высота силоса, его диаметр, место загрузки, внутренняя конструкция и условия, связанные с пылью. Радиолокатор с узким лучом и высокой частотой позволяет минимизировать влияние стенок силоса и стационарных внутренних элементов конструкции, при этом место установки прибора должно находиться в зоне, не затрагиваемой основным потоком загрузочного материала.

После ввода в эксплуатацию кривая эха может быть использована для подтверждения истинного сигнала между материалом и поверхностью. Коэффициент демпфирования и параметры фильтрации затем можно настраивать в соответствии с фактической скоростью движения материала. Стабильное отслеживание на низком, среднем и высоком уровнях заполнения, как правило, свидетельствует о том, что положение и конфигурация установки являются подходящими.

— frequently asked questions.

— Вопрос 1: Подходит ли радарное измерение для применения в крупных силосах для крупнозернистых твёрдых материалов?

A1: Да. Радары без физического контакта широко применяются в крупных силосах для хранения порошков и гранулированных материалов, особенно в условиях большой дальности измерения и высокого уровня пыли, когда измерительное устройство не должно контактировать с материалом.

Q2: Влияет ли обильная пыль на работу радарного датчика уровня?

A2: Промышленные радиолокационные датчики, как правило, хорошо функционируют в условиях наличия пыли. При длительной эксплуатации необходимо учитывать накопление пыли на антенне, адгезию материала и влияние положения установки на качество эха.

Вопрос 3: Почему это так?80GHz Часто ли используется радар в крупных силосах для твёрдых сырьевых материалов?

A3: При схожих габаритах антенны,80GHz Радар, как правило, обеспечивает более узкий луч, что позволяет избегать столкновений с стенами силосов, лучами и другими внутренними конструкциями, а также концентрировать процесс измерения на поверхности целевого материала.

Q4: Следует ли устанавливать радар в центре силоса?

A4: Место установки должно определяться с учётом точки заполнения, угла между материалом и поверхностью, геометрии силоса и характеристик луча.Цель состоит в том, чтобы получить репрезентативный реальный материалный эхо-сигнал, одновременно снижая уровень помех от потока заполняющего вещества и стационарных структур.

Q5: Почему пустой силос может давать корректные результаты при тестировании, но после заполнения становится нестабильным?

A5: В пустом силосе основной эхо-сигнал может исходить от дна. После заполнения цель превращается в наклонную поверхность материала, которая непрерывно изменяется. Следует проверить кривые эха, направление установки датчика, режим загрузки и настройки обработки сигналов.

Q6: Может ли один радиолокационный передатчик определять точный объём содержимого всего силоса?

A6: Радар в основном измеряет высоту материала в одной зоне. Крупные силосы для твёрдых сырьевых материалов могут иметь наклонные и неупорядоченные поверхности, поэтому для более точных расчётов уровня запасов может потребоваться знание геометрии силоса, удельной плотности материала, моделей опор или использование нескольких точек измерения.

Q7: Может ли радиолокационный уровеньный передатчик подключаться к PLC?

A7: Да. В зависимости от модели используются интерфейсы, такие как 4-20mA, HART и RS485 Modbus RTU могут использоваться для интеграции с PLCs, DCS, RTU и системы удалённого мониторинга.

— заключение

Основными трудностями при измерении уровня материала в крупных силосах для твёрдых сырьевых материалов являются широкий диапазон измерений, высокая концентрация пыли, наклонные поверхности материала, потоки загрузки и жёсткая внутренняя конструкция. Нонконтактный радар не требует, чтобы механический измерительный элемент был погружён в материал; он может применяться для непрерывного измерения угля в порообразованном виде, цемента, известняка, минеральных порошков, зерна и других твёрдых сырьевых материалов.

Радиолокация высокой частоты, такая как 80GHz обеспечивает относительно узкий луч и обеспечивает гибкость при монтаже в крупных силосах и ёмкостях с сложной внутренней конструкцией. При выборе следует также учитывать свойства материала, максимальное расстояние измерения, наличие пыли, положение заполнения, угол покоя, геометрию силоса и требования к зонам опасной деятельности.

Для обеспечения более высокой точности управления запасами следует проводить измерение уровня на одной точке, отличая его от расчёта общего объёма или массы силоса. METRAVON Устройства для измерения уровня с помощью радаров можно настраивать в зависимости от дальности измерения в силосе, типа материала, условий наличия пыли и требований к интерфейсу автоматизации; они поддерживают сигнал 4-20mA и RS485 Modbus RTU для непрерывного измерения уровня, мониторинга тенденций в инвентаризации, управления загрузкой и разгрузкой, а также контроля технологических процессов.