料位檢測(cè)

聲波頻率高于20000Hz的稱為超聲波，在發(fā)射中它具有擴(kuò)散小，方向性強(qiáng)以及在介質(zhì)中傳遞時(shí)衰減大等特性。超聲波料位計(jì)的工作頻率一般在20000～30000Hz。

超聲波料位計(jì)的種類有利用固體及氣體對(duì)聲波吸收能力的不同，當(dāng)料位達(dá)到預(yù)定位置時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)或進(jìn)行定點(diǎn)控制，稱為阻斷式料位計(jì)。聲波發(fā)射器與接受器分別裝在被測(cè)容器的預(yù)定相對(duì)面，當(dāng)料位升降時(shí)導(dǎo)通或阻斷了聲波，發(fā)出越限報(bào)警信號(hào);有利用超聲束在不同密度的介質(zhì)分界面處會(huì)產(chǎn)生反射，根據(jù)聲波從發(fā)射到接收到料面回波的時(shí)間間隔與料位成比例而組成料位計(jì)。它分液介式、氣介式、固介式3種。適用于選煤廠各種煤倉料位的超聲波料位計(jì)屬氣介式，即聲波經(jīng)空氣介質(zhì)傳播，在被測(cè)物表面上反射后接收，通過測(cè)量電路可以連續(xù)顯示被測(cè)料位的高度。測(cè)量范圍可以從幾米到幾十米。

超聲波料位計(jì)可進(jìn)行非接觸測(cè)量; 無機(jī)械動(dòng)作部件;聲波不受光線、濕度、粘度影響，與介質(zhì)的物理性質(zhì)無關(guān)。但超聲料位計(jì)有測(cè)量盲區(qū)，短距離測(cè)量誤差較大。

根據(jù)杠桿平衡原理，使平衡機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)合為一體，用于定期地測(cè)量料位高度。

安裝示意如圖2。

重錘用鋼絲繩連于與電機(jī)相接的鼓輪上，當(dāng)伺服電機(jī)接受控制器測(cè)量命令后，探料執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，放松重錘，使它從預(yù)先整定好的零位靠自重開始下降，由于光電管位置變送器隨動(dòng)跟蹤作用，發(fā)出光電信號(hào)，經(jīng)計(jì)數(shù)譯碼及邏輯控制部件反映出探頭下降的相應(yīng)位置，由顯示儀表讀出料位高度。在重錘觸及物料時(shí)，產(chǎn)生失重，發(fā)出失重信號(hào)，通過控制器的邏輯控制作用使磁力啟動(dòng)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)得到停轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)的指令，伺服電機(jī)迅速反向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)探頭返回。

重錘料位計(jì)用于煤倉料位定時(shí)測(cè)量效果較好，但有時(shí)會(huì)因煤塊對(duì)重錘的碰撞而引起誤動(dòng)作，或重錘被物料埋住失靈。

粒位檢測(cè)在現(xiàn)代選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化過程中具有重要的作用?？梢怨浪愠鋈萜髦兴鶅?chǔ)物料的體積或重量，使其保持在要求的一定高度，或?qū)λ纳舷聵O限位置進(jìn)行報(bào)警，連續(xù)監(jiān)視或調(diào)節(jié)容器中流入與排出物料的平衡。選煤廠常用的可自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)煤倉料位的儀表為電極式、超聲波式、重錘式、微波式和稱重式料位計(jì)。

適用于一般導(dǎo)電性良好或?qū)щ娦阅茈m不好，但含有一定水分物料的料位檢測(cè)。它有2個(gè)料位探極，一個(gè)檢測(cè)料位上限，一個(gè)檢測(cè)料位下限。探極可用普通的鋼絲繩或圓鋼棒料，懸掛在料倉頂部，如果是金屬結(jié)構(gòu)的煤倉，其倉壁要接地，如果是混凝土煤倉，則在低于低位電極的倉底設(shè)置一鋼板，將鋼板接地，電極通過煤電阻與地形成回路，根據(jù)煤位高低，接通上部或下部電極，通過開關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制動(dòng)作 (圖1)。

為防止灰塵或水汽使探極絕緣電阻降低而引起儀表誤動(dòng)作，儀表內(nèi)設(shè)保護(hù)環(huán)線路。對(duì)于電極表面狀態(tài)如結(jié)晶、結(jié)垢、氧化、腐蝕等，在電路和探頭結(jié)構(gòu)上均采取一定措施加以改善，以減輕和消除它引起的工作不穩(wěn)定。

波長(zhǎng)在0.001～1m范圍內(nèi)的電磁波統(tǒng)稱為微波。微波具有在各種障礙物上能產(chǎn)生良好的反射，良好的定向輻射和良好的傳輸特性。利用這些特性用來檢測(cè)料位，特別適用于環(huán)境惡劣的生產(chǎn)過程中。反射式微波料位計(jì)，是將微波的發(fā)射天線和接收天線置放成一定的角度，微波從被測(cè)料面經(jīng)反射進(jìn)入接收天線。在發(fā)射功率、波長(zhǎng)、增益恒定的情況下，其接收功率與料位成反比，因而，測(cè)出接收功率的變化就可得到料位連續(xù)變化的情況。

利用裝于料倉底部的壓力傳感器反映料倉的重量測(cè)知料位。這種料位計(jì)適于裝車料斗及金屬倉料位的檢測(cè)。

對(duì)儲(chǔ)倉中固體塊料或粉料表面位置的測(cè)量，以了解儲(chǔ)倉中所儲(chǔ)物質(zhì)的數(shù)量。

火力發(fā)電廠中需要檢測(cè)原煤斗及煤粉倉中煤塊和煤粉的位置。

以往多采用簡(jiǎn)單的重錘探測(cè)式料位計(jì)來檢測(cè)料位，現(xiàn)在則采用自動(dòng)重錘探測(cè)式料位計(jì)、核輻射式料位計(jì)和超聲波料位計(jì)來檢測(cè)料位。

粒位檢測(cè)在現(xiàn)代選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化過程中具有重要的作用。可以估算出容器中所儲(chǔ)物料的體積或重量，使其保持在要求的一定高度，或?qū)λ纳舷聵O限位置進(jìn)行報(bào)警，連續(xù)監(jiān)視或調(diào)節(jié)容器中流入與排出物料的平衡。

選煤廠常用的可自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)煤倉料位的儀表為電極式、超聲波式、重錘式、微波式和稱重式料位計(jì)。

一般由換能器、控制與信號(hào)轉(zhuǎn)換器、 顯示報(bào)警單元和電源等部分組成。利用聲波測(cè)距原理， 將一調(diào)制的超聲波電脈沖，經(jīng)電—聲換能器轉(zhuǎn)換成超 聲波之后向被測(cè)料面發(fā)射，與此同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波 遇到料面后產(chǎn)生漫反射，反射聲波回到換能器，再經(jīng)過 聲—電轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，同時(shí)計(jì)時(shí)止(見上頁圖3)。按 如下公式計(jì)算

L=Ct/2

式中L為換能器與料面間的距離;C為聲波在空氣中 的傳播速度;t為聲波從換能器到料面間往返所需的 時(shí)間。

通過微處理器計(jì)算得出料位值，以數(shù)字顯示在儀 表上，或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)傳輸給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。因此該 裝置為非接觸式、連續(xù)測(cè)量料位的裝置，可廣泛應(yīng)用于 液位或顆粒料位的測(cè)量。

主要技術(shù)指標(biāo)：

測(cè)量范圍 0～10～20～30～40～50m

測(cè)量精度 1% (滿量程、鏡面反射)

工作頻率 18～25kHz

模擬信號(hào)輸出 4～20mA或 200～1000Hz

由檢測(cè)機(jī)構(gòu)、電源控制箱、主控儀 表等組成。以鋼絲繩(或鋼帶)懸掛重錘，從起始位置 下放重錘，重錘遇物料后上提，測(cè)量下放與上提之間繩 (或帶)的長(zhǎng)度，即代表料倉的空倉距離。工作原理如 圖1所示，此類檢測(cè)裝置的主要技術(shù)指標(biāo)：

測(cè)量范圍 0～25～50m

測(cè)量精度 ±0.1m

重錘升降平均速度 0.29m/s

由于重錘有被下卸物料碰砸或埋住的可能，故一 般在液體倉或粉料倉應(yīng)用較好。