高黏稠物料的物位測量新方法

         在固體物位測量行業，由于固體的低流動性通常使用超聲波、雷達測量或者重錘方式測量物位的高度。這些測量方法是都是將儀器放置在料倉內部，通過測量物料表面物理特性的方式獲取物位高度。但是對于水泥、油墨、涂料等高黏稠物料，由于物料黏稠有時還會伴有蒸汽、粉塵、攪拌等因素的影響，通常的測量方法效果很差，甚至無法測量。

• 現場問題描述

客戶是一家的生產油墨的上市企業，在油墨生產市場上走在前列。在油墨生產的過程中，需要將基墨加熱攪拌后進行研磨。在從基墨攪拌到基墨研磨的過程中，需要一個倉儲設備儲存攪拌完成的油墨。客戶需要實時知道這個料倉內還有多少油墨，以免出現缺料或者爆倉，現場料倉的照片見圖1。

因為油墨的高粘度，通常的測量方法如雷達、超聲波、射頻導納、阻旋都會因掛料而無法正常工作。而外部測量的稱重法需要事先對結構進行設計，而且成本很高，不大能令客戶接受。

圖1 的生產油墨的上市企業

• 提出方案

Kistler-Morse推出了L-Cell貼片式稱重傳感器。這是一款高靈敏度的熱穩定半導體應雙軸應變式傳感器，其的貼片式固定技術可以適合在各類散料存儲容器上使用。該傳感器不采用傳統的測量方法，而在支撐腿結構上測量容器內部重量所產生的應力變化。

只要用三個螺栓將L-Cell 傳感器固定在容器支撐結構上時，該容器即可成為一個稱重系統。往容器內加載物料即會壓緊應變片，改變傳感器內電阻，進而產生與物料重量變化相稱的電信號。

L-Cell傳感器可以直接應用于現有的支腿容器上，可在容器使用期間進行快速簡單地安裝，安裝或校準時無需準備空容器。與其他需要改造容器的稱重傳感器相比，Kistler-Morse的L-Cell傳感器無疑是一個高性價比的稱重解決方案。

圖2 L-Cell傳感器

• 方案設計

現場料倉zui多可裝載油墨10T，為了防止爆倉和空倉，通常保持倉內物料重量在1T～8T之間。我們現場觀察，料倉有4個工字鋼作為支撐腿，材質為碳鋼，支撐腿尺寸為15cm X 15cm X 4mm。支撐腿之間有少量的加強筋保持設備的穩固，基本沒有其他大型剛性連接，整個料倉結構非常適合貼片式稱重系統的安裝，料倉基本結構示意圖見圖3。

圖3 料倉基本結構示意圖

根據上述獲取的信息，我們可以計算料倉支撐腿承受的zui大壓強P：

其中：

zui大加載重量＝10000kg

支撐腿數量＝4個

支撐腿截面積＝（150mm+2X150mm）X4mm=1800mm²

因此可得支撐腿承受的zui大壓強P：

因為此料倉在室內，加強筋N為1組，我們查精度表（見圖4），可得系統綜合精度為2.5％，符合現場實際使用需求。

圖4 直撐式料倉精度表

• 方案實施

我們采用4片L-Cell貼片式稱重傳感器，在料倉的每一個支腿上都安裝一片，安裝位置如圖5所示。安裝過程十分快捷簡便，僅需要20分鐘即可安裝玩一個L-Cell傳感器。

圖5 L-Cell傳感器安裝位置事宜

將4個L-Cell傳感器發出的高靈敏度壓差信號送入Kistler-Morse公司專門設計的重量變送器中，經過濾波、發達、信號轉換的方式輸出為4～20ma信號，接入客戶的上位機系統中。我們在料倉空倉時候做了零點校準，在加載5T原料的情況下做了加載點校準。

• 安裝結果

經現場實地測試，系統重量變化靈敏，線性較好，能夠準確、迅速的反映現場料位實際情況，滿足了客戶的實際需要。工廠現場還有30多個料倉準備在今年一并改造，使用這種貼片式料位測量方式。

無論您目前采用何種容器，L-Cell良好的通用性可以為您提供高性價比、易于安裝和維護、高度可靠的工業料位測量系統。