Измерение расхода сыпучих материалов
Расходомеры сыпучих материалов - интересное решение для определения расхода в трубах и желобах. Расходомеры сыпучих материалов применяются в пищевой, химической (производство минеральных удобрений), металлургической и других отраслях промышленности.
Существуют несколько типов расходомеров сыпучих материалов и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
1. Ударный расходомер.
Ударный - наиболее популярный тип расходомера сыпучих веществ, как их часто называют. С помощью труб или желобов создается специальная траектория движения материала, которая направляется на плоскую чувствительную пластину и ударяется об неё. Сила удара создает воздействие, измеряемое с помощью датчиков веса или LVDT (линейно-дифференциальный преобразователь). Насколько отклоняется пластина под действием потока вещества, настолько датчик веса или LVDT изменяет сигнал, который преобразуется в расход в интеграторе. Во-первых, они могут работать как с малым, так и с большим диапазоном расхода. Во-вторых, отложение материала на чувствительной пластине не повлияет на точность или повторяемость измерения, т.к. только горизонтальная сила удара вызывает изменение сигнала на датчике. Любой дополнительный вес, налипающий на поверхность сенсора, не влияет на выходной сигнал системы. Это самая старая из всех технологий, используемая более 60 лет. Ударные расходомеры сыпучих веществ могут быть очень компактными - некоторые всего 650 мм в высоту, а другие подходят для большой нагрузки и 2500 мм в высоту. С размером расходомера меняется и стоимость, при этом все расходомеры изготовлены с защитой от пыли, легко очищаются и калибруются.
|
Преимущества: - точность 1% - широкий диапазон измерений 0-900 т/ч Недостатки: - габариты расходомеров - высокая стоимость |
 |
2. Центробежный расходомер.
Центробежный - измененный вид ударного расходомера. Центробежный расходомер сыпучих веществ измеряет расход через измерения силы воздействия среды на изогнутую пластину, к которой присоединены датчики веса. Поток вещества должен быть направлен параллельно пластине, и когда материал начинает двигаться по кривой, то начинает действовать тангенциальная сила, которая передается на интегратор, позволяя перевести силу воздействия в расход. Центробежные расходомеры сыпучих материалов могли бы взять приз за точность, но следует проявлять осторожность при применении данного вида продукции. С характеристиками и правильным потоком материала, центробежные решения могут быть чрезвычайно точны. Тем не менее, если материал липкий и каким либо образом начинает налипать на чувствительную пластину, сигнал с центробежных расходомеров начинает смещаться и измеряется как тангенциальное усилие. Предел расхода также ограничивается конструкцией данного расходомера, но эта технология также предлагает пыленепроницаемые корпуса и легкую калибровку.
|
Преимущества: - точность 0,5% Недостатки: - габариты расходомеров - невозможность применять на липкие материалы - высокая стоимость |
 |
3. Кориолисовый расходомер.
Кориолисовый расходомер сыпучих веществ не использует тот же принцип, что и для жидкости. Для измерения сыпучих тел, вещество, попадая в расходомер, падает на лопасти, вращаемые электродвигателем. Двигатель подключен к удерживающему рычагу, на который установлен датчик веса. Подача материала изменяет силу кориолиса, соответственно меняя крутящий момент двигателя. Датчик веса обнаруживает это и посылает сигнал на интегратор, который переводит его в расход. Кориолисовые расходомеры сыпучих веществ - хорошая альтернатива при высокой скорости потока и высокоточных применениях. Высокие скорости потока и требования к точности кажется нормой в процессе развития измерительных приборов. Конструкция кориолиса также опробована и точность верна, но она имеет некоторые недостатки. Материал, который является абразивным, может преждевременно изнашивать лопасти расходомера, требуется замена. Большие размеры частиц могут стать проблемой забивки или засорения выгрузки. Еще один недостаток кориолисового расходомера - то, что устройство приводится в движение двигателем высокого напряжения. Для всех других типов расходомеров требуется стандартное питание, в тоже время двигателям переменного тока нужно от 120 до 600 В.
|
Преимущества: - точность 1% - измерение больших расходов 0-600 т/ч Недостатки: - высокая стоимость - невозможность измерять абразивные материалы |
 |
4. Микроволновый расходомер.
Микроволновый расходомер сыпучих материалов использует микроволновую технологию, источник излучает энергию в 24-125 ГГц. Используя принцип Доплера, изменение отраженных микроволн передается сенсором, как сигнал 4-20 мА в контроллер для преобразования в расход. Микроволновые расходомеры можно использовать в пневматических системах подачи, т.к. дополнительная сила потока не влияет на измерение расхода, как в трех предыдущих типах расходомеров. Микроволновый расходомер подкупает своей низкой стоимость, низкая точность - это альтернатива большим громоздким расходомерам, об этом уже говорилось. Продукт, который помещается у Вас в руке и может быть установлен менее, чем за час, в сравнении необходимости крана с блоком выше тебя, имеет свои преимущества. Калибровка выполняется быстро и просто, и нет вращающихся или контактирующих с материалом частей, это делает его весьма привлекательным. Однако любой процесс, где требуется точность, не выиграет от этого вида продукта. Микроволновые расходомеры также можно использовать с любым типом системы, будь то самотёчный поток или пневматические транспортеры. Микроволновые расходомеры сыпучих продуктов примерно выглядят как микроволновые датчики уровня.
|
Преимущества: - компактность - простая калибровка - низкая стоимость - возможность измерять расход в труднодоступных местах и пневмотранспорте Недостатки: - низкая точность 3-5% - измерение расхода до 20 т/ч |
 |
5. Емкостной расходомер.
Емкостной - измерение основано на двух независимых измерениях. Одним из них является измерение емкости пустой трубы к полной трубе, которое пропорционально концентрации материала. Другое - измерение скорости, в котором используются 2 датчика, чтобы измерить время, которое потребуется, чтобы материал перешел от одного датчика до второго. Сигналы этих измерений передаются на интегратор для вычисления расхода. Емкостное измерение также может быть использовано пневматическими системами. Емкостные расходомеры сыпучих продуктов также были на рынке в течении некоторого времени. Использование двух измерительных принципов помогает повысить точность общего измерения расхода, но это устройство не может работать с большими объемами материала. Установка проста и понятна, как установка обычного расходомера для жидкостей. Калибровать также легко, но точность не очень хороша по сравнению с большими устройствами. Емкостные расходомеры могут использоваться в самотечных и пневматических системах, и также - очень конкурентоспособное решение по сравнению с большими механическими устройствами. Емкостные расходомеры сыпучих продуктов похожи на расходомеры для жидкостей и выглядят как электромагнитные расходомеры.
|
Преимущества: - простая калибровка - низкая стоимость - возможность измерять расход в труднодоступных местах Недостатки: - низкая точность 3-5% - измерение расхода до 150 т/ч |
 |