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水泥厂常用料位计的应用

工业自动化生产过程中料位是主要测量参数之一,随着工艺要求的提高,料位作为一个重要的过程参数日益引起大家的关注。料位测量的方法很多,通常分为接触式测量仪表(重锤式、电容式、音叉式、阻旋式等)和非接触式测量仪表(超声波式、雷达式等)。

一、接触式测量仪表

1.重锤式料位计料位探测过程由控制器发出的信号来控制,当传感器接到探测命令时,电机正转,使钢带下放,带动重锤由仓顶下降,当重锤降至料面被测面托起而失重,钢带松弛,灵敏杠杆动作使微动开关接触,控制器得到该信号即发出电机反转命令,重锤上升返回,直到碰顶开关电机停转,重锤回到仓顶原位置完成一次探测过程。此过程中控制器通过检测计数器的圈数计算出重锤从仓顶到料面的距离。

该料位计适于块状、颗粒状及粉状的固态物位测量。

优点:测量不受介质密度、颗粒大小的影响。

 2.电容式料位计原理是插入料仓的电极与料仓壁之间构成电容器,当仓内物料料位变化引起电容量的变化,通过转换电路得到相应的控制信号。

该料位计既可用作连续式料位测量,也可用作料位开关作为报警或入料、卸料设备的输入信号。若用作连续料位检测,测量精度不高,故通常用作料位开关。

优点:无机械磨损,安装维修方便;依据量程大小和控制方式不同,电极设计成杆(棒)式或钢缆(重型钢缆)式,可应用于各种料仓;价格较低。
3.
阻旋式料位计基本原理是同步微电动机减速后,带动检测叶片以2.55r/min的转速旋转,当被测物料的料位上升使叶片转动受阻,检测机构便围绕主轴产生旋转位移。该位移首先使一个微动开关动作,发出有料位信号。随后另一个微动开关动作,切断电动机电源使其停转。只要此料位不变,该状态便一直保持下去。当料位下降至叶片失去阻挡时,检测机构便依靠弹簧拉力使其恢复原始状态,一个微动开关先动作,接通电动机电源使其旋转,随后另一个微动开关动作发出无料信号,只要没有物料阻挡检测叶片的转动,其状态也将一直保持下去。

该料位计多用作粉状物料料仓的料满开关。安装使用时应注意:1)为防止使用中物料冲击,库侧安装时应在检测叶片上方料仓内壁的上方安装防护板;2)如采用加长轴顶置垂直安装,则应在轴套外安装保护套筒。

优点:开关结构简单、维护方便;价格较低。

二、非接触式测量仪表

1.超声波料位计主要利用回波测距原理,通过测量换能器发射和接收到声波的时间,计算出换能器到物料表面距离。该料位计适用于块状、颗粒状的固态料位测量。

优点:安装方便、工作可靠、维护量少;价格有竞争性。

2.雷达料位计利用回波测距原理,其喇叭状或杆式天线向被测物料面发射微波,微波传播到不同相对介电率的物料表面时被反射,并被天线接收。发射波和接收波的时间差与物料面和天线的间距成正比,测出传播时间即可得知距离。

两种工作模式:

A、脉冲波(Pulse)方式:大多数脉冲式雷达料位计采用的微波频率为5.8GHz,辐射角较大,精确度约为0.20.3%F.S.,一般中档以下的微波物位计都用此方式。

B、调频连续波(FMCW)方式:测量线路较复杂,精确度较高可达0.1%F.S.,干扰回波也较易去除。

该料位计适用于块状、颗粒状、粉状的固态料位测量。

优点:由于微波是电磁波,以光速传播且不受介质特性影响,故在一些有温度、压力、蒸汽等场合,超声波料位计不能正常工作,而雷达料位计可使用;此料位计大多为二线制的一体化产品,节省大量电缆;软件调试方便。

3.导波式雷达料位计此为雷达料位计的一种变型,通常采用脉冲波方式工作。与雷达料位计不同微波脉冲不是通过空间传播,而是通过1根(或2根)从仓顶伸入、直达仓底的导波体传播。导波体可以是金属硬杆或柔性金属缆绳,微波脉冲沿杆或缆的外侧向下传播,在被测物料表面被反射,回波被天线接收,由发射与回波脉冲的时间差即可计算出传播距离。

该料位计适用于测量固态料位,特别是粉状物料的测量。

优点:与超声波及雷达料位计相比,工作稳定可靠;同雷达料位计一样,反射信号的强度取决于被测物料的介电率或导电率,但导波式可以测量更低介电率的物料。