Radar hay cảm biến lực cho tồn chứa silo: Mức không phải khối lượng

Radar hay cảm biến lực cho tồn chứa silo: Mức không phải khối lượng

Hệ thống cảm biến lực suy ra khối lượng vật liệu chứa bên trong từ tải được đỡ và khối lượng bì; radar đo khoảng cách đến bề mặt cục bộ và cần thông tin về hình học, cách biểu diễn bề mặt cùng mật độ khối để ước tính khối lượng. Hãy so sánh độ không đảm bảo đo cần đạt và bố trí cơ khí thực tế. Bảng phần trăm áp dụng chung hay một số đo khoảng cách bằng radar đều không đủ để xác định độ chính xác của lượng tồn chứa tính bằng tấn.

Hai đại lượng khác nhau thường bị nhầm

Hệ cân silo dùng bố trí đỡ tải phù hợp, có thể gồm số lượng và loại cảm biến lực khác nhau. Tải đo gồm bình được đỡ và vật liệu chứa bên trong; phải xét khối lượng bì, hiệu chuẩn, quy đổi trọng lực và ngoại lực.

Radar trên mái đo khoảng cách đến bề mặt. Quy đổi sang thể tích bằng hình học silo, rồi sang khối lượng bằng mật độ khối.

Với một đoạn thẳng đứng lý tưởng có tiết diện không đổi và bề mặt phẳng ở chiều cao đại diện: khối lượng = thể tích × mật độ khối đại diện, và thể tích = chiều cao × diện tích tiết diện. Đối với silo thực tế, phải dùng hình học và cách biểu diễn bề mặt đúng với silo đó.

Chọn bố trí theo kết quả cần đạt khi đo mức, thể tích hoặc khối lượng. Hệ thống cân chịu ảnh hưởng của đường truyền tải và hiệu chuẩn; ước tính khối lượng từ radar cần thêm các giả định về mô hình bề mặt và mật độ khối.

Mật độ khối không phải hằng số

Mật độ khối phụ thuộc tính chất và trạng thái hạt, gồm cuốn khí, độ ẩm và nén chặt. Mật độ đổi không tạo hay mất khối lượng trong silo kín; nó đổi thể tích và có thể đổi ước tính khối lượng dùng mật độ cố định.

Giả sử thể tích đúng, tỷ số khối lượng ước tính trên khối lượng thực bằng mật độ cấu hình chia mật độ thực. Với mật độ cấu hình giả định 1.2 t/m3, mật độ thực 1.0 t/m3 cho ước tính cao hơn 20%; mật độ thực 1.5 t/m3 cho thấp hơn 20%. Đây là ví dụ số học, không phải tính chất xi măng bảo đảm.

Tồn chứa suy từ radar có thể hữu ích khi độ không đảm bảo hình học, bề mặt và mật độ đáp ứng mục đích. Hệ cân thiết kế phù hợp có thể giảm phụ thuộc mật độ, nhưng đường tải đã lắp và hiệu chuẩn vẫn cần xác thực.

Cảm biến lực sai ở đâu?

Hệ cân phải nhận tải liên quan mà không có đường truyền vòng tải không kiểm soát hoặc lực ký sinh. Kiểm tra giá đỡ, đường ống, cơ cấu hạn chế và hiệu chuẩn dự kiến.

Đường ống nối vào có thể tạo đường truyền tải đi vòng qua cảm biến hoặc lực ký sinh. Người có chuyên môn cần xác định các kết nối và cơ cấu hạn chế phù hợp trong thiết kế; chỉ làm cho mọi đường ống trở nên mềm dẻo không tạo thành một thiết kế kết cấu hoặc an toàn hoàn chỉnh.

So sánh ngân sách sai số

Trong ví dụ hình học, hình trụ đường kính 5 m có chiều cao phần thẳng sử dụng được là 18 m sẽ có thể tích khoảng 353.4 m3. Với mật độ giả định 1.4 t/m3, hình trụ chứa khoảng 494.8 t trước khi hiệu chỉnh cho phần côn, lượng vật liệu tồn không rút được hoặc hình dạng bề mặt. Phải xác định độ không đảm bảo đo từ bằng chứng thực tế, không phải từ nhãn silo 500 t áp dụng chung.

Không đồng nhất thông số khoảng cách radar với độ chính xác tồn chứa, hay thông số linh kiện cảm biến lực với độ chính xác cân sau lắp. Xác định đại lượng cần và xác thực toàn hệ.

Ba cách có được con số có căn cứ

Có ba kiến trúc thực tế; loại đúng phụ thuộc con số dùng để làm gì.

Radar với mật độ cố định. Có thể hỗ trợ vận hành hoặc tồn chứa khi độ không đảm bảo tổng hợp chấp nhận được. Định lượng giả định mật độ, bề mặt thay vì khẳng định nó luôn không phù hợp kế toán hay luôn sai hàng chục tấn.

Cân khối lượng vật liệu chứa bên trong. Hệ thống phù hợp có thể tránh bước quy đổi theo mật độ khối. Phạm vi cải tạo và việc chấp nhận cho mục đích thương mại phụ thuộc vào kết cấu thực tế, yêu cầu phê duyệt và hiệu chuẩn, không chỉ vào việc có cảm biến lực.

Radar kết hợp mật độ đại diện. Cách này có thể cải thiện ước tính khối lượng, nhưng mẫu lấy từ đường nạp hoặc một silo khác không mặc nhiên đại diện cho toàn bộ vật liệu được lưu trữ. Cần xác nhận cơ sở lấy mẫu và độ không đảm bảo của phương pháp đó.

Phép đo biến dạng trên một phần hệ giá đỡ hoặc phép đo ở một chân đỡ cần mô hình kết cấu cụ thể đã được xác nhận. Các phép đo này không mặc nhiên suy ra được tổng khối lượng hoặc cập nhật mật độ khối khi vật liệu lắng, nhất là khi phân bố tải thay đổi.

Radar có lợi ở đâu bất kể vấn đề khối lượng?

Điều khiển mức và hạn chế cải tạo có thể ưu tiên radar ngay cả khi chọn cân cho khối lượng. Đánh giá riêng từng chức năng cần.

• Điều khiển mức. Radar có thể đo trực tiếp bề mặt cục bộ cho nạp hoặc báo động trong giới hạn ứng dụng. Tín hiệu khối lượng là đại lượng khác; đánh giá mọi yêu cầu quy đổi và đáp ứng.
• Cải tạo. So sánh công việc lắp đặt và chỉnh sửa đường truyền tải thực tế. Không có phạm vi áp dụng chung rằng chỉ cần một cổ ống hoặc phải kích nâng mọi silo.
• Nhiều silo. So sánh báo giá hiện hành phù hợp và bảo trì cho toàn bố trí; không giả định chi phí cố định bằng một phần năm.
• Chất rắn tạo cầu hoặc đường hầm rút liệu. Cảm biến lực báo khối lượng hiện có; radar báo bề mặt hiện có. Không loại nào giải quyết tạo cầu, nhưng radar ít nhất cho thấy bề mặt không hạ khi rút liệu, là dấu hiệu chẩn đoán.
• Công việc kết cấu. Ngay cả giá đỡ radar hoặc lỗ mở trên mái cũng cần được đánh giá phù hợp về kết cấu và quá trình. Các hạng mục này không mặc nhiên được miễn yêu cầu phê duyệt cơ khí.

Lưu ý về góc nghỉ

Dù mật độ hoàn hảo, radar một điểm vẫn đo một điểm trên bề mặt hình nón. Trong silo 6 m nạp từ tâm, bề mặt tại tâm có thể cao hơn thành 1 m, tạo chênh lệch thể tích đáng kể.

Với hình nón lý tưởng có bán kính 3 m và độ dốc giả định 35 độ, đỉnh cao hơn mép khoảng 2.10 m và thể tích nón khoảng 19.8 m3. Nếu đỉnh cao 1 m với cùng bán kính thì độ dốc phải khác. Ảnh hưởng tính theo phần trăm lượng tồn chứa còn phụ thuộc vào thể tích vật liệu trong phần còn lại của bình.

Hệ thống ba chiều phù hợp có thể giảm độ không đảm bảo của mô hình bề mặt, tùy theo vùng phủ, khả năng quan sát và hiệu chuẩn. Nó không loại bỏ ảnh hưởng của hình học, mật độ hoặc mọi sai số thể tích. Phép hiệu chỉnh cho radar một điểm cần mô hình hình dạng có căn cứ và đủ ổn định.

Câu hỏi thường gặp

Q1. Radar hay cảm biến lực chính xác hơn cho tồn chứa silo?

Điều này tùy thuộc độ không đảm bảo đo sau lắp đặt và đại lượng cần đo. Cân tránh được bước quy đổi theo mật độ khối nhưng phụ thuộc vào đường truyền lực và hiệu chuẩn. Khối lượng suy ra từ radar phụ thuộc vào hình học, cách biểu diễn bề mặt và mật độ.

Q2. Radar có tính được số tấn trong silo không?

Có, với mô hình thể tích phù hợp và mật độ khối đại diện. Định lượng, xác thực độ không đảm bảo tổng hợp; biến động mật độ không phải phần trăm chung và cũng không phải đóng góp duy nhất.

Q3. Vì sao cảm biến lực silo chỉ thấp?

Nguyên nhân có thể gồm tải truyền vòng qua cảm biến, lực từ đường ống, kẹt cơ khí, hiệu chuẩn, khối lượng bì hoặc lỗi linh kiện. Phải chẩn đoán hệ thống thực tế trước khi thay đổi kết nối hoặc cài đặt điểm không.

Q4. Góc nghỉ có ảnh hưởng phép đo silo bằng radar không?

Độ dốc bề mặt có thể làm chiều cao cục bộ khác chiều cao tương đương thể tích. Dùng mô hình hình dạng đã xác thực hoặc bố trí lập bản đồ phù hợp, đồng thời tiếp tục tính đến độ không đảm bảo còn lại về hình học và mật độ.

Q5. Có thể bổ sung cảm biến lực cho silo hiện có không?

Đôi khi có thể. Người đủ chuyên môn về kết cấu và cân phải đánh giá để xác định cách chuyển tải an toàn, cơ cấu hạn chế, kết nối và hiệu chuẩn. Không mặc định mọi công việc cải tạo đều cần hoặc cho phép cùng một quy trình kích nâng.

Q6. Bố trí nào tốt nhất cho nhà máy xi măng?

Chọn kiến trúc theo nhiệm vụ của từng silo, kết cấu, biến động sản phẩm và độ không đảm bảo yêu cầu đối với lượng tồn chứa. Silo tham chiếu có hệ thống cân hoặc quy trình đo mật độ định kỳ trong phòng thí nghiệm chỉ hữu ích khi đã chứng minh được tính đại diện.

Hướng dẫn kỹ thuật liên quan

• Cải tạo bộ truyền mức radar trên bồn hiện có: Những gì có thể dùng lại
• Bộ truyền mức radar 80 GHz so với 26 GHz: Quyết định lựa chọn, không chỉ bảng thông số

Trao đổi ứng dụng đo lường của bạn với METRAVON