貼片式重量料位計(jì)在水泥攪拌站的應(yīng)用

圖1墨項(xiàng)目實(shí)景

1. 背景描述

本攪拌站項(xiàng)目位于青島即墨，擁有雙站10個(gè)300T鋼制料倉(cāng)，內(nèi)部?jī)?chǔ)有混凝土原材料。在原先的測(cè)量方法中，操作人員不能準(zhǔn)確了解倉(cāng)內(nèi)物料的多和少，300T的料倉(cāng)往往只能利用2/3的空間；也因?yàn)闊o(wú)法準(zhǔn)確了解倉(cāng)內(nèi)物料情況。

由于倉(cāng)內(nèi)環(huán)境惡劣，目前的傳統(tǒng)測(cè)量方式并不適合該應(yīng)用。隨著國(guó)家對(duì)于高污染行業(yè)的監(jiān)管力度不斷加強(qiáng)，業(yè)主亟需一種快速便捷的物位測(cè)量手段，獲取物料的準(zhǔn)確信息，要求性能穩(wěn)定，維護(hù)便捷，綜合精度在3％以?xún)?nèi)。

客戶(hù)通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)論證選擇了KM的貼片式重量料位計(jì)作為其攪拌站料位計(jì)量手段。

2. 技術(shù)分析

實(shí)施項(xiàng)目的料倉(cāng)屬于典型的鋼制料倉(cāng)，容量300T左右，共計(jì)10個(gè)料倉(cāng)。由于支撐腿為碳鋼材質(zhì)，在加載和卸載物料時(shí)支撐腿會(huì)發(fā)生彈性形變，這些形變量和加載的重量成正比。只要檢測(cè)出這些微小的形變，就可以了解到料倉(cāng)里面的物料重量。

用螺栓將Microcell貼片式傳感器緊密固定在料倉(cāng)支腿上，支腿形變的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)貼片式傳感器一起形變，通過(guò)傳感器內(nèi)部的超高靈敏度應(yīng)變片“感知"支腿的形變，將形變量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，zui終得到料倉(cāng)重量值。

圖2：鋼材受力形變示意                                圖3：貼片式傳感器安裝示意

本方案采用4片Microcell型貼片式料位計(jì)，在每一個(gè)料倉(cāng)支腿的內(nèi)側(cè)貼一片傳感器，使用接線盒將數(shù)據(jù)匯總到KM的控制器內(nèi)，由控制器將傳感器輸出的微弱信號(hào)放大處理為數(shù)字信號(hào)，并輸出一路4～20mA信號(hào)提供給上位機(jī)系統(tǒng)。

圖4：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的組成

圖5：貼片式重量料位計(jì)精度表

該料倉(cāng)支腿為直徑325mm，厚度8mm的碳鋼圓管鋼。支撐腿之間有兩組加強(qiáng)筋保持設(shè)備的穩(wěn)固，沒(méi)有其他大型剛性連接。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，在300T時(shí)每一個(gè)支腿將承受9.18 kg/mm²的壓強(qiáng)。這是一個(gè)非常大的數(shù)值，可見(jiàn)支腿形變量較大，非常適合貼片式系統(tǒng)的工作。根據(jù)直撐式精度表可得系統(tǒng)的精度小于2％，即精度在+/-6 T以?xún)?nèi)。

3. 項(xiàng)目實(shí)施

為了保證設(shè)備的精度，減小物料偏載、陽(yáng)光照射、風(fēng)力、支腿尺寸細(xì)微不同造成的測(cè)量誤差，在每一個(gè)支腿上都安裝一片Microcell 貼片式傳感器。通過(guò)匯總接線盒將四路傳感器信號(hào)送入SVS2000變送器中，由SVS2000負(fù)責(zé)將傳感器的信號(hào)濾波放大zui終轉(zhuǎn)換為可讀的重量信號(hào)，zui后將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA輸入上位機(jī)。

Microcell貼片式傳感器安裝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，不需要登高作業(yè)，不需要大型設(shè)備，僅需2個(gè)人，一些隨手小工具就可以完成安裝任務(wù)。

圖6：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝、測(cè)試、接線

圖7：貼片式傳感器安裝效果

4. 結(jié)論

對(duì)于水泥攪拌站而言，貼片式重量物位計(jì)綜合精度高，體積小巧，安裝方便，維護(hù)便捷。可以方便應(yīng)用于項(xiàng)目新建、設(shè)備改造。可以作為物位測(cè)量，特別是惡劣環(huán)境下的固體物位測(cè)量是一種較好的選擇。