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上自儀稱重記錄傳感器在料位測量中的特點和運用的原理為此,下文上海自動化儀表大華儀表廠提出一種在粉塵環(huán)境料倉的基礎上,通過安裝稱重傳感器的方式,把物位測量轉(zhuǎn)化成一個料倉靜態(tài)重量檢測的方法,期待在設計原煤倉或者灰倉的時候,土建和機械專業(yè)能夠給與配合,這是一種簡單可靠而且無傳動元件的一種靜態(tài)稱重測量手段。 1 煤粉倉和灰倉等物位測量對象的特點 1)可靠性:希望測量設備簡單可靠,測量準確,維護量小,長期在線無故障。 2)物料堆放的錐體不規(guī)則:因為物料堆放的形體不規(guī)則,無法界定準確的界面,所以測量物位時,不能準確測 量真實的料位,取樣口的位置選擇相對而言尤為重要。 3)環(huán)境工況惡劣:料倉料位測量區(qū)域粉塵較大,環(huán)境 惡劣,給安裝、維護帶來了不便。 4)無法校準和開孔:運行過程中無法對真實的料位進行校對維修,不便于維護和故障維修診斷。 2 采用稱重傳感器測量物位的方法 鑒于以上所述,根據(jù)被測對象的特點,由此構想出一種衡器稱重的方式,其原理簡單,維護方便,可靠性好,對于規(guī)則容器可以通過重量測量,來反映料倉內(nèi)的真實料位和物質(zhì)量的多少。因為測量物位也是為了知道料斗內(nèi)部物質(zhì)的多少,也許這樣更直接方便。對于采用稱重原理這一方式,在設計的時候,打破專業(yè)界限,土建、工藝設備、控制專業(yè)互相配合,做到優(yōu)化設計,安全可靠,確??煽糠€(wěn)定運行。為方便運行維護,只需要在大修周期更換或校核稱重元件即可。具體設計如圖 1 所示,以稱重傳感器為核心的一種料位測量結構圖。 1)如圖 1 所示,這是一種按照模擬量或者開關量設計的測量簡圖。假定被測對象是一個灰斗,灰的介質(zhì)的密度相對穩(wěn)定?!盎叶犯吡衔弧焙汀盎叶返土衔弧笔莾蓚€稱重傳感器。這里采用一種壓電方式的稱重傳感器,如圖 2 所示。 當有一定重量的物料落到托盤,直到把托盤埋入的時候,稱重傳感器會有一個電壓輸出,把這個電壓信號送到DCS 系統(tǒng)轉(zhuǎn)化,可以做出料位的畫面狀態(tài),也可以做出高低料位狀態(tài)的報警狀態(tài)指示。當物位達到一定高度,也就是托盤的壓力達到一定的重力,可以設定發(fā)出料位報警信號而觸發(fā)報警,報警的不靈敏區(qū)間范圍根據(jù)介質(zhì)特點和現(xiàn)場設定,在現(xiàn)場通過 DCS 系統(tǒng)或用繼電器等方式轉(zhuǎn)化所需要的信號狀態(tài)。對于高、低料位處設置應變感式傳感器,測量輸出可以是開關量信號,也可以輸出模擬量信號,根據(jù)工藝流程需要可以任意選擇。這種方式的安裝位置,根據(jù)容器材質(zhì)和實際需求位置開孔安裝。 托盤的形狀和尺寸不需要太大,為了防止物料堆積,在設計制作的時候,最好做一個半球形狀,或者是傘形,如圖 2 所示,這樣可以防止物料堆積引起信號誤觸發(fā)。 2)如圖 3 所示,有一些地方作為報警和保護信號,為了可靠,可以安裝兩個狀態(tài)監(jiān)測信號,保證了信號的準確性。按這種方式,高料位處設置應變感式傳感器,測量輸出可以是開關量信號,也可以輸出模擬量信號。開孔位置,根據(jù)容器材質(zhì)和特點選擇,為了測量可靠,用兩個應變稱重測力傳感器,采用二選一的方式,保證了測量的可靠性。在介質(zhì)密度穩(wěn)定的情況下,規(guī)則形狀的料位和重量是一個固定比例的函數(shù)關系,所以通過應變感應的稱重傳感器在測得重量的時候,也就可以換算出相應的料位。反之亦然,然而,有一些被測對象更重視容器內(nèi)部的物料多少,比如糧庫。這種方式,更適應于密度穩(wěn)定的介質(zhì),安裝前期,把應變測量重力的位置選擇好,設計的時候在容器的底部安裝一個或者是多個稱重傳感器,測量整個容器的重量,去掉空倉時候的毛重,這就是物料的重量,如圖 4 所示,給出了一種參考的示意圖。壓電傳感器的安裝位置,根據(jù)被測對象,像靜態(tài)軌道衡器一樣安裝測量,這是一個比較可靠和成熟的技術。在衡器檢測方面,已經(jīng)獲得了廣泛的應用。為了可靠,實際現(xiàn)場一般是多安裝幾個傳感器,在控制系統(tǒng)內(nèi)部(比如DCS 系統(tǒng))進行傳感器故障在線診斷和計算信號平均值,或者三取二的邏輯方式,能夠使信號準確可靠,有一個故障的情況下,也能保障測量正常使用。稱重壓電傳感器安裝的具體位置,根據(jù)不同對象,設計時選擇維護方便和便于更換的地方,這樣壓電傳感器輸出與重量對應的物位電壓信號。傳感器的數(shù)量和位置選擇,可以是測量整個倉或庫的重量,也可以通過測量一個分力,反之計算總重量,根據(jù)工藝系統(tǒng)因地制宜。總之,只要簡單可靠,便于維修使用。使人(安裝維護人員)、機(機器)、環(huán)(環(huán)境)的界面達到最佳,不需要太多的運行維護工作。 |