隨著生產的發(fā)展和自動化要求的提高,為解決在物料儲藏和運輸過程中可靠、準確進行物位測量的問題,各種物位測量儀表不斷涌現,性能也不斷提升。其中進行高、低位檢測的稱之為料位開關,有:音叉式、振動棒式、阻旋式、電容式、浮球式。進行連續(xù)料位測量的有:射頻電容式、超聲波式、雷達式、稱重式、壓力式,這些方法都有各自的適用范圍。
一般根據不同工況環(huán)境(如粉塵、高溫、高壓、易爆、腐蝕性環(huán)境等等)及物位檢測方法的適用性來作為選用的依據。本文就幾種常見物位測量儀表的原理及適用性進行介紹,希望對用戶有所幫助。
一、振棒料位開關
振棒料位開關的振動棒是一個電子線路進行激勵并保持共振,當被測介質到達并部分覆蓋住振棒開關的探頭時,振棒開關的振動阻尼突然增強,這種振動參數的改變將通過檢測回路觸發(fā)繼電器,從而為物位控制提供了上、下限開關信號。
目前,振棒料位開關分單棒料位開關和雙棒振棒料位開關兩種,相比單棒料位開關,雙棒振棒料位開關的靈敏度更好,檢測更可靠。振棒料位開關是國內首款雙管設計的棒狀料位開關,其振動探頭采用獨特的內外嵌套設置的雙管設計,產品采用壓電器件實現振動的驅動與檢測,使內外管在完全一致的諧振頻率下產生共鳴。當振動棒與被測物料接觸時,接觸物料的外管諧振頻率發(fā)生變化,從而破壞內外管的共鳴條件,產生信號變化進而輸出開關信號。
二、阻旋式料位開關
利用傳動軸與離合器相連接,在未接觸物料時,馬達保持正常運轉,當葉片感到物料阻力時,馬達停止轉動,機構同時輸出一節(jié)點信號而測出料位高度。
適用性:軸端密封的好壞對阻旋式料位開關壽命影響最大,一般進口產品可以在密度為0.5g/cm3環(huán)境下使用,即一般礦粉、水泥、粉煤灰均可使用。由于其測量阻力,對扭矩要求一般在0.5~1.0kg?cm可調,故對葉片上少量附著無影響。
三、電容式料位開關
利用感應棒(電極),以物料為介質,感應棒與桶壁(對地電極)間之電容量,當感應棒被物料覆蓋,則電容漸増,當達到開關內部設定線路匹配值時,線路產生高頻諧振,檢出諧振信號,轉成開關信號。
四、音叉料位開關
音叉料位開關的探頭基于音叉式設計,采用壓電器件實現叉體的振動驅動與檢測。不接觸物料時,音叉在諧振頻率下產生自由振動,當音叉與被測物料接觸時,音叉的振動振幅明顯減小,壓電檢測器件的輸出信號幅度隨之減小,信號變化由智能電路檢測分析并輸出一個開關信號。
適用性:音叉料位開關是一種專用于測量粉末和細小顆粒的固體料位開關。
六、超聲波物位計
由換能量將功率脈沖轉換為超聲波,射向料面,經料面反射后進入超聲波檢測裝置,再由換能量將超聲波轉換為電信號。二次儀表根據發(fā)射脈沖與接受脈沖之間的時間差和介質中的傳播速度,計算出料位。
適用性:由于其傳播速度受傳播介質振動、噪音影響較大,并且其元件受溫度影響大,故不能在粉塵、高溫場合使用,往往用于明渠、水處理較多。
七、雷達式物位計
雷達物位計的原理與一般雷達一樣,是建立在電波在空氣以恒定速度c傳播這一基點上,反射出口到被測料面距離為H,則電波發(fā)出到達料面再反射回到接收端,所需時間t=2H/c,若能直接測量時間t,馬上可以算出距離H。
但電波傳輸速度c=108m/s非常大,在距離較小時,t非常短暫,很難直接準確測量,必須借助于其他技術手段,例如在脈沖式測距雷達中,借助于脈沖壓縮技術來提高分辨率。另外的方法是采用連續(xù)波調頻法,使發(fā)射電波的頻率連續(xù)快速地變化,利用瞬時發(fā)射頻率與回波頻率之差來換算距離,由于這種技術適合于短距離測量,所以多數雷達料位計均采用調頻連續(xù)波。
適用性:雷達物位計特別適合于高粘度或高污染度的物料。例如瀝青、重油等,并且由于其測量重復精度高,無需定期維修或重新標定,測量精度也較高,一般能達到±1cm。一般瀝青庫均可以采用雷達物位計,避免了其他接觸式測量方法常常會出現的粘住、卡死、不可靠的問題。一次投資雖多,因為免維護,總的使用成本較低。計為系列雷達物位計有高頻、低頻脈沖和調頻連續(xù)波等多種型號,能夠在多種工況下使用。