工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中料位是主要測量參數(shù)之一,隨著工藝要求的提高,料位作為一個重要的過程參數(shù)日益引起大家的關(guān)注。料位測量的方法很多,通常分為接觸式測量儀表(重錘式、電容式、音叉式、阻旋式等)和非接觸式測量儀表(γ射線式、超聲波式、雷達(dá)式等)。由于接觸式測量儀表受被測介質(zhì)物理及化學(xué)性質(zhì)的影響很大,且均為定長產(chǎn)品互換性較差;而非接觸式儀表基本不受被測介質(zhì)物理及化學(xué)性質(zhì)的影響或影響較小,有逐步取代接觸式測量儀表的趨勢。
一、接觸式測量儀表1.重錘式料位計料位探測過程由控制器發(fā)出的信號來控制,當(dāng)傳感器接到探測命令時,電機(jī)正轉(zhuǎn),經(jīng)蝸輪、蝸桿減速后帶動齒輪軸和繞線筒轉(zhuǎn)動,使鋼絲繩下放,帶動重錘由倉頂下降,當(dāng)重錘降至料面被測面托起而失重,鋼絲繩松弛,靈敏杠桿動作使微動開關(guān)接觸,控制器得到該信號即發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)命令,重錘上升返回,直到碰頂開關(guān)電機(jī)停轉(zhuǎn),重錘回到倉頂原位置完成一次探測過程。此過程中控制器通過檢測繞線筒的圈數(shù)計算出重錘從倉頂?shù)搅厦娴木嚯x。
該料位計適于塊狀、顆粒狀及粉狀的固態(tài)物位測量。
優(yōu)點(diǎn):測量不受介質(zhì)密度、顆粒大小的影響。
缺點(diǎn):機(jī)械內(nèi)部易落灰塵影響測量效果;機(jī)械磨損較嚴(yán)重,需經(jīng)常維護(hù),花費(fèi)較大;重錘易發(fā)生被物料埋住現(xiàn)象,發(fā)生掉錘頭、斷帶故障。
2.電容式料位計原理是插入料倉的電極與料倉壁之間構(gòu)成電容器,當(dāng)倉內(nèi)物料料位變化引起電容量的變化,通過轉(zhuǎn)換電路得到相應(yīng)的控制信號。
該料位計既可用作連續(xù)式料位測量,也可用作料位開關(guān)作為報警或入料、卸料設(shè)備的輸入信號。若用作連續(xù)料位檢測,測量精度不高,故通常用作料位開關(guān)。
優(yōu)點(diǎn):無機(jī)械磨損,安裝維修方便;依據(jù)量程大小和控制方式不同,電極設(shè)計成桿(棒)式或鋼纜(重型鋼纜)式,可應(yīng)用于各種料倉;價格較低。
缺點(diǎn):若電極(探頭)上或倉壁粘有物料,往往會導(dǎo)致控制器誤動作,從而影響測量效果,應(yīng)定期檢查探頭和料位開關(guān)動作情況并校驗(yàn)。
3.阻旋式料位計基本原理是同步微電動機(jī)減速后,帶動檢測葉片以2.5~5r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),當(dāng)被測物料的料位上升使葉片轉(zhuǎn)動受阻,檢測機(jī)構(gòu)便圍繞主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移。該位移首先使一個微動開關(guān)動作,發(fā)出有料位信號。隨后另一個微動開關(guān)動作,切斷電動機(jī)電源使其停轉(zhuǎn)。只要此料位不變,該狀態(tài)便一直保持下去。當(dāng)料位下降至葉片失去阻擋時,檢測機(jī)構(gòu)便依靠彈簧拉力使其恢復(fù)原始狀態(tài),一個微動開關(guān)先動作,接通電動機(jī)電源使其旋轉(zhuǎn),隨后另一個微動開關(guān)動作發(fā)出無料信號,只要沒有物料阻擋檢測葉片的轉(zhuǎn)動,其狀態(tài)也將一直保持下去。
該料位計多用作粉狀物料料倉的料滿開關(guān)。安裝使用時應(yīng)注意:1)為防止使用中物料沖擊,庫側(cè)安裝時應(yīng)在檢測葉片上方料倉內(nèi)壁的上方安裝防護(hù)板;2)如采用加長軸頂置垂直安裝,則應(yīng)在軸套外安裝保護(hù)套筒。
優(yōu)點(diǎn):開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便;價格較低。
缺點(diǎn):不適合在高溫下工作。
二、非接觸式測量儀表1.γ射線料位計工作原理是在料庫一側(cè)設(shè)置同位素源,另一側(cè)設(shè)置探測器,同位素源向探測器定向發(fā)射γ射線,若庫內(nèi)料面低于它,探測器檢測料空信號;若料面高于它,則物料遮擋、吸收γ射線,得出料滿信號。
該料位計常用作料位開關(guān),因非接觸式測量,特別適用于工作環(huán)境惡劣的大型混凝土料庫,此時要求所用同位素源比較強(qiáng)。由于放射源污染環(huán)境等因素,此料位計在使用上受限制。
優(yōu)點(diǎn):日常運(yùn)行維護(hù)工作量小,操作簡單;依據(jù)料倉形狀和工藝要求,γ射線料位計可安裝在不同位置。
缺點(diǎn):放射源污染環(huán)境;放射源衰減使料位控制不可靠。