料位檢測超聲波料位計

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

超聲波料位計的種類有利用固體及氣體對聲波吸收能力的不同，當(dāng)料位達到預(yù)定位置時，發(fā)出報警信號或進行定點控制，稱為阻斷式料位計。聲波發(fā)射器與接受器分別裝在被測容器的預(yù)定相對面，當(dāng)料位升降時導(dǎo)通或阻斷了聲波，發(fā)出越限報警信號;有利用超聲束在不同密度的介質(zhì)分界面處會產(chǎn)生反射，根據(jù)聲波從發(fā)射到接收到料面回波的時間間隔與料位成比例而組成料位計。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屬氣介式，即聲波經(jīng)空氣介質(zhì)傳播，在被測物表面上反射后接收，通過測量電路可以連續(xù)顯示被測料位的高度。測量范圍可以從幾米到幾十米。

超聲波料位計可進行非接觸測量; 無機械動作部件;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)。但超聲料位計有測量盲區(qū)，短距離測量誤差較大。

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。它有2個料位探極，一個檢測料位上限，一個檢測料位下限。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，實現(xiàn)相應(yīng)的控制動作 (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作，儀表內(nèi)設(shè)保護環(huán)線路。對于電極表面狀態(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。

粒位檢測在現(xiàn)代選煤廠生產(chǎn)自動化過程中具有重要的作用?？梢怨浪愠鋈萜髦兴鶅ξ锪系捏w積或重量，使其保持在要求的一定高度，或?qū)λ纳舷聵O限位置進行報警，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連續(xù)檢測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。

根據(jù)杠桿平衡原理，使平衡機構(gòu)與驅(qū)動機構(gòu)合為一體，用于定期地測量料位高度。

安裝示意如圖2。

重錘用鋼絲繩連于與電機相接的鼓輪上，當(dāng)伺服電機接受控制器測量命令后，探料執(zhí)行機構(gòu)動作，電機轉(zhuǎn)動，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跟蹤作用，發(fā)出光電信號，經(jīng)計數(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，產(chǎn)生失重，發(fā)出失重信號，通過控制器的邏輯控制作用使磁力啟動器和執(zhí)行機構(gòu)得到停轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)的指令，伺服電機迅速反向轉(zhuǎn)動帶動探頭返回。

重錘料位計用于煤倉料位定時測量效果較好，但有時會因煤塊對重錘的碰撞而引起誤動作，或重錘被物料埋住失靈。

波長在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，是將微波的發(fā)射天線和接收天線置放成一定的角度，微波從被測料面經(jīng)反射進入接收天線。在發(fā)射功率、波長、增益恒定的情況下，其接收功率與料位成反比，因而，測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知料位。這種料位計適于裝車料斗及金屬倉料位的檢測。

對儲倉中固體塊料或粉料表面位置的測量，以了解儲倉中所儲物質(zhì)的數(shù)量。

火力發(fā)電廠中需要檢測原煤斗及煤粉倉中煤塊和煤粉的位置。

以往多采用簡單的重錘探測式料位計來檢測料位，現(xiàn)在則采用自動重錘探測式料位計、核輻射式料位計和超聲波料位計來檢測料位。

粒位檢測在現(xiàn)代選煤廠生產(chǎn)自動化過程中具有重要的作用?？梢怨浪愠鋈萜髦兴鶅ξ锪系捏w積或重量，使其保持在要求的一定高度，或?qū)λ纳舷聵O限位置進行報警，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連續(xù)檢測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。

一般由換能器、控制與信號轉(zhuǎn)換器、 顯示報警單元和電源等部分組成。利用聲波測距原理， 將一調(diào)制的超聲波電脈沖，經(jīng)電—聲換能器轉(zhuǎn)換成超 聲波之后向被測料面發(fā)射，與此同時開始計時，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，同時計時止(見上頁圖3)。按 如下公式計算

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 時間。

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

主要技術(shù)指標(biāo)：

測量范圍 0～10～20～30～40～50m

測量精度 1% (滿量程、鏡面反射)

工作頻率 18～25kHz

模擬信號輸出 4～20mA或 200～1000Hz

由檢測機構(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，測量下放與上提之間繩 (或帶)的長度，即代表料倉的空倉距離。工作原理如 圖1所示，此類檢測裝置的主要技術(shù)指標(biāo)：

測量范圍 0～25～50m

測量精度 ±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。