1. Úvod
Silá sú hlavnými skladovacími zariadeniami v poľnohospodárstve, chemickej výrobe, stavebných materiáloch, spracovaní krmív a výrobe plastov. Od obilia, cementu a minerálnych rúd až po plastové pelety a rôzne priemyselné prášky, sypké látky tvoria väčšinu skladov surovín pre moderné výrobné závody. Sledovanie stavu materiálu-v reálnom čase v silách je nevyhnutné pre presné riadenie zásob, stabilné riadenie podávania a hladké plánovanie výroby.
Meranie hladiny sypkých látok však už dlho trápi-technikov na mieste a tímy obstarávania na celom svete. Na rozdiel od kvapalín, ktoré tvoria plochý a stabilný povrch, sypké pevné látky prinášajú množstvo zložitých-problémov na mieste. Poletujúci prach, nerovné nahromadené povrchy, premostenie materiálu a krysy-diery vo vnútri síl často spôsobujú, že konvenčné senzory sú neúčinné. Počas rokov komunikácie s klientmi sme videli nespočetné množstvo tovární, ktoré sa potýkali s neustálymi poruchami senzorov, nepravidelnými údajmi a dodatočnými mzdovými nákladmi spôsobenými zle prispôsobenými riešeniami monitorovania úrovne.
dnesradarové hladinové vysielačesa stali vhodnou{0}}voľbou pre náročné úlohy priemyselného merania. Jedna otázka, ktorú nám opakovane kladú globálni kupujúci, je celkom jasná: dokážu radarové senzory poskytnúť spoľahlivý výkon pre pevné materiály v silách? Vychádzajúc z našich dlhodobých-skúseností s inštaláciou v teréne, po-záznamoch podpory predaja a skutočných{4}}prípadoch projektov z celého sveta, v tejto príručke rozoberieme výkon radaru, klady a zápory, plus praktické pravidlá výberu pre meranie hladiny pevných látok v silách.
2. Kľúčové výzvy merania pevných materiálov v silách
Aby sme pochopili, prečo mnohé štandardné snímače zlyhávajú v prostredí sila, poďme sa najprv prejsť cez jedinečné interferenčné faktory, ktoré prinášajú sypké látky. Tieto bežné problémy na-stránke sú hlavnou príčinou chýb merania a neočakávaných prestojov zariadení.
2.1 Silný a vytrvalý prach
Pri nakladaní alebo vykladaní materiálov zo síl zaplní celý vnútorný priestor veľké množstvo jemného prachu. Drobné práškové častice môžu blokovať optické senzory, absorbovať zvukové vlny a pevne sa držať na povrchoch senzorov. Pre väčšinu tradičných detekčných zariadení je hustý plávajúci prach hlavnou hrozbou, ktorá vedie k úplnej strate signálu.
2.2 Nerovnomerný povrch a materiálový uhol
Kvapaliny sa vždy usádzajú do vodorovného povrchu, ale sypké látky po nahromadení prirodzene vytvárajú šikmé hromady. Tento takzvaný{1}}uhol odpočinku sa počas cyklov kŕmenia a vybíjania neustále mení. Nepravidelné povrchy rozptyľujú detekčné signály vo všetkých smeroch, čo sťažuje bežným snímačom zafixovať sa na stabilný bod ozveny pre výpočet.
2.3 Premostenie sila a krysa-dierovanie
Lepkavé materiály alebo ultra{0}}jemný prášok často vytvárajú vo vnútri síl počas vyprázdňovania duté mostíky alebo úzke duté kanály. V tomto prípade senzory detegujú iba povrch materiálového mostíka, a nie skutočnú úroveň materiálu pod ním. Tieto nepravdivé údaje narušia harmonogram dodávok materiálu a dokonca spôsobia prerušenie výroby.
3. Obmedzenia tradičných snímačov hladiny v silách
Predtým, ako radarová technológia získala veľkú popularitu, továrne sa spoliehali na niekoľko klasických senzorov na monitorovanie hladiny v silách. Každý typ má zjavné nedostatky, keď čelí vyššie uvedeným drsným pracovným podmienkam.
Ultrazvukové snímače hladiny sú obľúbené pre svoju nízku cenu a jednoduchú inštaláciu, napriek tomu sú plne závislé na prenose zvukových vĺn. Prach silne absorbuje akustické signály, čo má za následok slabé ozveny a divoko kolísavé hodnoty. V silách s hustým prachovým prachom môžu ultrazvukové senzory pri dlhodobom-používaní sotva fungovať stabilne.
Otočné lopatkové spínače úrovne a snímače olovnice sú určené len na alarm vysokej/nízkej úrovne, namiesto nepretržitého{0}}sledovania úrovne v reálnom čase. Rotačné lopatky sa často zasekávajú nahromadenými pevnými látkami, zatiaľ čo káble olovnice sú náchylné na zlomenie a poškodenie nárazom padajúcimi materiálmi. Obe vyžadujú pravidelnú-kontrolu na mieste a výmenu dielov.
Ďalšou možnosťou v štýle kontaktu- sú kapacitné snímače úrovne. Ich sondy musia zostať v priamom kontakte s sypkými látkami, takže na povrchu sa neustále hromadí prach a lepkavý prášok. Postupný posun merania je nevyhnutný a časté ručné čistenie sa stáva každodennou pracovnou záťažou pre operátorov zariadení.
4. Prečo sa radarové vysielače prispôsobujú meraniu pevných materiálov
Radarové hladinové vysielačefungujú na základe technológie mikrovlnných elektromagnetických vĺn, ktorá má prirodzené výhody oproti zvukovým vlnám a optickým signálom. Mikrovlny sa vyznačujú silným prienikom a vynikajúcou odolnosťou voči prachu a ich výkon nebude ovplyvnený hustotou vzduchu alebo suspendovanými jemnými časticami.
Mikrovlnné signály prechádzajú priamo cez plávajúci prach vo vnútri síl bez viditeľného útlmu signálu. Aj keď sa na anténe usadí tenká vrstva prachu, nebude blokovať prenos signálu tak, ako je to pri ultrazvukových alebo optických zariadeniach. Okrem toho môžu mikrovlny vytvárať stabilné odrazy na pevných povrchoch. Či už je hromada materiálu rovná alebo naklonená, kvalifikované radarové vysielače dokážu zachytiť platné signály ozveny a vypočítať presné údaje o hladine.
Ďalšou veľkou výhodou je mechanická konštrukcia. Radarové senzory nemajú vôbec žiadne pohyblivé časti, takže nehrozí zaseknutie, odretie alebo rozbitie spôsobené padajúcimi sypkými látkami. Tento dizajn účinne znižuje poruchovosť zariadení a dlhodobé-náklady na údržbu, čím dokonale zodpovedá dopytu po nepretržitej prevádzke priemyselných síl 24 hodín denne, 7 dní v týždni.
5. Bezkontaktný{1}}radar vs navádzaný vlnový radar pre silá aplikácie
Rovnako ako meranie hladiny kvapalín, aj radarové hladinové vysielače na použitie v silách sa delia hlavne do dvoch kategórií: bez{0}}kontaktný FMCW radar a radar s riadenými vlnami. Každý typ je vhodný pre rôzne veľkosti sila, typy materiálov a hustotu prachu.
Bez{0}}kontaktný radar FMCW je najrozšírenejším riešením pre veľké a stredne veľké silá{1}}. Spomedzi všetkých modelov vyniká vysokofrekvenčný radar 80 GHz-najviac. Je postavený s ultra-úzkym uhlom vyžarovania, ktorý účinne zabraňuje falošným signálom odrážaným od stien sila, vnútorných podporných rámov a konštrukčných konzol. Funguje perfektne pre obilie, plastové pelety, hrubú rudu a iné materiály s bežnou prašnosťou. Pretože žiadna sonda nezasahuje do vnútra sila, snímač nikdy nezasiahnu ani neopotrebujú padajúce pevné látky. Pre silá vyššie ako 10 metrov je bez{11}}dotykový radar vždy naším najlepším odporúčaním.
Riadený vlnový radar používa tyčovú alebo káblovú sondu na vedenie mikrovlnných signálov. Funguje lepšie v malých silách alebo na miestach s extrémne hustým prachom a ultra-jemným práškom. Špeciálna sonda zaisťuje stabilný prenos signálu a je menej ovplyvnená nepravidelnými povrchmi materiálu. Neodporúčame ho však používať v silách na skladovanie veľkých, tvrdých pevných častíc. Ťažké padajúce materiály môžu sondu časom ohnúť alebo poškodiť. Je vhodnejší pre cementový prášok, jemný chemický prášok a podobné médiá v rozsahu merania 10 metrov.
6. Praktické tipy na výber a inštaláciu pre globálnych kupujúcich
Po spracovaní stoviek projektov na porovnávanie síl po celom svete sme zhrnuli súbor praktických pokynov, ktoré pomôžu zámorským kupujúcim vyhnúť sa bežným chybám pri obstarávaní a čo najlepšie využiť výkon radaru.
Najprv si vopred ujasnite vlastnosti materiálu a rozmery sila. Vyberať80 GHz bez-kontaktný radarpre veľké silá, hrubé častice a bežné prašné podmienky. Ak pracujete s ultra-jemným práškom, ťažkým prachom a malými-silami, radar s riadenými vlnami poskytne oveľa stabilnejšie údaje.
Po druhé, venujte veľkú pozornosť montážnym polohám. Nikdy nemontujte radarovú anténu priamo nad vstupy na prívod materiálu. Náraz materiálu a silné nápory prachu v týchto oblastiach narušia normálny príjem signálu. Odporúčame zvoliť polohu na hornej strane vrchu sila, ďaleko od zón kŕmenia a vyprázdňovania. Medzitým udržujte bezpečnú vzdialenosť od vnútorných štruktúr sila, aby ste predišli falošným signálom ozveny.
Po tretie, v prípade potreby vybavte podporné príslušenstvo. V silách s extrémne silným prachom nainštalujte pre radarovú anténu jednotku na čistenie vzduchu. Nepretržité fúkanie vzduchu udržuje anténu čistú po celý rok a zaručuje dlhodobo-stabilný prenos signálu. Ak sa v sile skladujú vyhrievané materiály, sú potrebné aj antény odolné voči vysokým teplotám.
7. Bežné mylné predstavy o radare na meranie síl
Mnoho kupujúcich má pri výbere radarových snímačov na meranie pevných materiálov nedorozumenia a tieto nesprávne názory často vedú k nesprávnemu výberu modelu.
Niektorí používatelia predpokladajú, že všetky radarové vysielače môžu fungovať rovnako dobre pre akúkoľvek sypkú hmotu. Nie je to tak. Nízkofrekvenčný radar so širokým uhlom lúča zachytí vo veľkých silách masívne rušivé signály, čo vedie k nestabilným údajom. Nikdy nemôže nahradiť profesionálny vysokofrekvenčný-radar určený na detekciu pevných úrovní.
Iní veria, že radar dokáže úplne vyriešiť problémy s premostením síl a{0}}zachytávaním krysy. V skutočnosti môže radar detekovať iba povrch mostov vytvorených materiálov. Ak chcete zásadne riešiť premostenie, musíte optimalizovať štruktúru sila alebo pridať zariadenia na podporu toku materiálu. Radar je spoľahlivý merací nástroj, ale nie je riešením abnormálneho toku materiálu.
8. Často kladené otázky (FAQ)
Q1: Môžu radarové hladinové vysielače normálne fungovať v silách naplnených ťažkým prachom?
áno. Mikrovlnné signály sú sotva ovplyvnené plávajúcim prachom. Radar, ktorý je vybavený príslušenstvom na čistenie vzduchu, dokáže udržiavať nepretržité a presné meranie aj pri dlhodobom-pracovaní v prašných podmienkach.
Q2: Ovplyvňuje šikmý povrch sypkých látok presnosť radarového merania?
Moderný radar FMCW je vybavený výkonnými algoritmami spracovania signálu. Dokáže vypočítať priemernú úroveň materiálu na základe viacerých bodov ozveny na naklonených povrchoch. Náraz z materiálového uhla sypania sa udržiava v prijateľnom rozsahu chýb pre priemyselnú výrobu.
Otázka 3: Ktorý typ radaru je cenovo{1}}efektívnejší pre obilné silá?
80GHz bezkontaktný-radar je ideálnou voľbou pre obilné silá. Vyznačuje sa jednoduchou inštaláciou, nulovým kontaktom s obilím, nízkymi nárokmi na údržbu a dlhou životnosťou, pričom dosahuje dokonalú rovnováhu medzi výkonom a obstarávacím rozpočtom.
Q4: Poškodia tvrdé pevné častice radarové senzory?
Bez{0}}dotykový radar nemá žiadne časti zasahujúce do sila, takže ho nepoškodia padajúce častice. V prípade radaru s vedenou vlnou môžu veľké a tvrdé častice naraziť a zdeformovať sondu, preto sa neodporúča pre hrubé tvrdé pevné látky.
9. Záver
Aby sme to zhrnuli, profesionálne radarové hladinomery sú plne schopné merať všetky druhy sypkých materiálov v priemyselných silách. V porovnaní s tradičnými ultrazvukovými snímačmi, rotačnými lopatkami a olovnicovými zariadeniami vykazujú radarové produkty vynikajúce výhody v odolnosti voči prachu, prevádzkovej stabilite a celkovej životnosti.
Kľúčom k dosiahnutiu ideálnych výsledkov merania je správny výber modelu a štandardná inštalácia. Vyberte si vysokofrekvenčný -bezkontaktný- radar pre veľké silá a hrubé materiály a vyberte si radar s riadenou vlnou pre malé silá a ultra-jemný prášok. So zladeným príslušenstvom a správnym usporiadaním inštalácie sa radarové hladinové vysielače stanú dlhodobým-spoľahlivým riešením pre vašu prácu pri monitorovaní hladiny sila.
Ak máte dopyt po radarových hladinových vysielačoch určených na meranie pevných materiálov v sile, neváhajte nás kontaktovať. Odporúčame vám najvhodnejšie produkty a podporné riešenia na základe vašich skutočných-pracovných podmienok na mieste.
10. Referencie
- Príručka aplikácie technológie monitorovania úrovne sila, Medzinárodná spoločnosť pre automatizáciu (ISA)
- Správa o teste výkonu mikrovlnného radaru v prostredí s prachom a pevnými materiálmi
- Priemyselné veľkoobjemové skladovanie a riešenie na meranie
- Kolekcia prípadových aplikácií v teréne radarových hladinových vysielačov pre silá
