高黏稠物料的物位测量新方法

         在固体物位测量行业，由于固体的低流动性通常使用超声波、雷达测量或者重锤方式测量物位的高度。这些测量方法是都是将仪器放置在料仓内部，通过测量物料表面物理特性的方式获取物位高度。但是对于水泥、油墨、涂料等高黏稠物料，由于物料黏稠有时还会伴有蒸汽、粉尘、搅拌等因素的影响，通常的测量方法效果很差，甚至无法测量。

• 现场问题描述

客户是一家的生产油墨的上市企业，在油墨生产市场上走在前列。在油墨生产的过程中，需要将基墨加热搅拌后进行研磨。在从基墨搅拌到基墨研磨的过程中，需要一个仓储设备储存搅拌完成的油墨。客户需要实时知道这个料仓内还有多少油墨，以免出现缺料或者爆仓，现场料仓的照片见图1。

因为油墨的高粘度，通常的测量方法如雷达、超声波、射频导纳、阻旋都会因挂料而无法正常工作。而外部测量的称重法需要事先对结构进行设计，而且成本很高，不大能令客户接受。

图1 的生产油墨的上市企业

• 提出方案

Kistler-Morse推出了L-Cell贴片式称重传感器。这是一款高灵敏度的热稳定半导体应双轴应变式传感器，其的贴片式固定技术可以适合在各类散料存储容器上使用。该传感器不采用传统的测量方法，而在支撑腿结构上测量容器内部重量所产生的应力变化。

只要用三个螺栓将L-Cell 传感器固定在容器支撑结构上时，该容器即可成为一个称重系统。往容器内加载物料即会压紧应变片，改变传感器内电阻，进而产生与物料重量变化相称的电信号。

L-Cell传感器可以直接应用于现有的支腿容器上，可在容器使用期间进行快速简单地安装，安装或校准时无需准备空容器。与其他需要改造容器的称重传感器相比，Kistler-Morse的L-Cell传感器无疑是一个高性价比的称重解决方案。

图2 L-Cell传感器

• 方案设计

现场料仓zui多可装载油墨10T，为了防止爆仓和空仓，通常保持仓内物料重量在1T～8T之间。我们现场观察，料仓有4个工字钢作为支撑腿，材质为碳钢，支撑腿尺寸为15cm X 15cm X 4mm。支撑腿之间有少量的加强筋保持设备的稳固，基本没有其他大型刚性连接，整个料仓结构非常适合贴片式称重系统的安装，料仓基本结构示意图见图3。

图3 料仓基本结构示意图

根据上述获取的信息，我们可以计算料仓支撑腿承受的zui大压强P：

其中：

zui大加载重量＝10000kg

支撑腿数量＝4个

支撑腿截面积＝（150mm+2X150mm）X4mm=1800mm²

因此可得支撑腿承受的zui大压强P：

因为此料仓在室内，加强筋N为1组，我们查精度表（见图4），可得系统综合精度为2.5％，符合现场实际使用需求。

图4 直撑式料仓精度表

• 方案实施

我们采用4片L-Cell贴片式称重传感器，在料仓的每一个支腿上都安装一片，安装位置如图5所示。安装过程十分快捷简便，仅需要20分钟即可安装玩一个L-Cell传感器。

图5 L-Cell传感器安装位置事宜

将4个L-Cell传感器发出的高灵敏度压差信号送入Kistler-Morse公司专门设计的重量变送器中，经过滤波、发达、信号转换的方式输出为4～20ma信号，接入客户的上位机系统中。我们在料仓空仓时候做了零点校准，在加载5T原料的情况下做了加载点校准。

• 安装结果

经现场实地测试，系统重量变化灵敏，线性较好，能够准确、迅速的反映现场料位实际情况，满足了客户的实际需要。工厂现场还有30多个料仓准备在今年一并改造，使用这种贴片式料位测量方式。

无论您目前采用何种容器，L-Cell良好的通用性可以为您提供高性价比、易于安装和维护、高度可靠的工业料位测量系统。