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射频导纳料位仪在烧结混合料槽料位测量中的应用

作时间:2016-08-10  来源:  作者:
   
摘 要 介绍了射频导纳料位仪在烧结混合料槽料位测量中的原理及优势, 设备安装的注意事项及仪表的标定调试。
 
引言
        烧结混合料槽料位的连续测量是烧结工艺生产的重点和难点问题, 这主要是因为烧结的特殊工艺造成的。烧结混合料布料示意图如图1 所示。
烧结混合料布料示意图
 
        料槽呈长方体, 上方开口进料, 下方开口出料,料仓内的物料由料仓下方的布料圆辊支撑着, 称重式的料位计无法应用在此类料槽上。
 
        料槽上方有布料小车的往返运动, 烧结混合料自布料小车末端落入料槽, 落料点沿料仓均匀分布。由于布料小车的阻挡, 雷达或者超声波料位计无法准确测量料槽料位。因为落料点不固定, 其它形式的连续测量方式也不好解决问题。
        
        我们采用江苏红光仪表厂生产的缆式射频导纳料位仪测量料槽料位, 试验取得了成功, 解决了多年来困扰烧结生产的难题, 而且测量准确、可靠, 大大方便了岗位操作, 为烧结实现全过程自动化控制创造了条件。
 
1  测量原理
        射频导纳料位仪由传感器和控制仪表两部分组成。它是利用高频技术, 由电子线路产生一个小功率射频信号于探头上, 探头作为敏感元件, 将物位变化转化为脉冲信号反馈给电子线路, 采用射频检测技术将这种变化检测出来, 由控制器进行运算处理后转换为料位显示出来, 并输出与料位高度成线性的4 ~ 20mA 标准仪表信号, 从而实现了料位的连续测量。
 
2  测量优势
        射频导纳料位仪由于采用射频检测技术和微机处理技术, 解决了传统物位计温漂大、标定难、怕粘附的难题, 与传统料位计相比, 具有以下优点:
1)无漂移。因为该料位仪是通过电路产生稳定的高频脉冲信号来测量被测物料的物位变化, 所以不受介质的温度、压力变化影响;
2)不怕粘附。探杆采用防粘附材料;
3)易标定。可简单利用任意2 点仓高一次性自动完成标定, 也可手工2 点标定, 方便灵活;
4)无需维护。由于传感器结构简单, 无可动部件, 一经投运就无需维护;5)使用可靠。传感器护套采用的是特殊抗冲击耐磨材料, 可在高温、高压、强粘附、强冲击、强磨损的环境下可靠工作。因此, 该料位仪使用可靠而且寿命极长;6)应用广泛。该仪表适用于各种工况下液体、浆料、界面混合物、颗粒、块状物等连续物位测量。传感器可选用棒式、同轴式、缆式、重型缆式等多种型式。
 
3  传感器的安装及注意事项
        传感器的安装直接关系到料位计的测量效果,安装时应考虑到料槽的特殊性, 在探杆的安装过程中应注意以下几点:
1)不可打开探杆上的密封螺栓, 否则探杆将失去密封效果, 探头将不能正常工作;
2)探杆应垂直安装, 与仓壁的平面平行, 以确保测量值的线性;
3)为了获得准确、稳定的电容信号, 必须保证参考电极接地良好。如果料仓为金属的侧壁, 应保证探头盒与仓壁之间接触良好;如果仓壁为混凝土, 应注意使传感器外壳接地端子与混凝土钢筋用导线可靠连接;
4)探杆与金属仓壁之间应保持合适的距离。距离太近会使初始电容太大, 一般探杆与仓壁的距离应大于200mm ;
5)探杆与脉冲卡一体安装时, 探杆应尽量避开进料口, 探头盒上方应有保护, 以免长时间的物料冲刷损坏盒内的脉冲卡, 缩短仪表的使用寿命;
6)探杆与脉冲卡分开安装时, 注意距离不要过远, 越近越好, 其连接线最好使用同轴电缆;
7)探杆应使用强耐磨、抗冲击的同轴套管作保护;
8)探杆长度应稍大于量程范围, 但探头不可触及仓底或下方的输送带;
9)料槽或容器内有移动物体(如搅拌器叶片), 就像一个总在变化的参考地, 这时应考虑选用带同轴套管的探头;
10)传感器与控制器之间一定要用屏蔽双绞线, 距离不可太长, 应小于1000m , 屏蔽层应在控制器处单端接地, 传感器端要保证屏蔽层不能接壳;
11)应注意保证脉冲卡的参数与控制器中的参数(A 、K 、C)一致, 以确保仪表的测量精度。
 
4  仪表的标定调试
        简单快捷的标定给安装维护工作带来了极大的方便。
4.1  自动标定
        先将控制器调到自动标定, 在料槽内布一定高度的物料, 查看仪表显示的对应电容值, 实测出该物料的高度, 在控制器中输入该高度的物位百分高度,确认后便完成第1 点自动标定。同样的方法完成第2 点标定, 即完成自动标定。
 
4.2  手工标定
        手工标定要求先测量并记录2 组高度及对应的电容值, 然后将控制器调到手工标定。先输入第1 点的物位百分高度, 并确认, 再输入第1 点高度对应的电容值, 并确认。再先后输入第2 点的物位百分高度和对应的电容值, 并确认, 即完成手工标定。
        实际上, 2 点定标就是确定电容和物位百分高度关系曲线的斜率。如图2 所示。
电容与物位百分高度关系曲线图
 
5  实际工作中应注意的事项
1)2 点自动标定参数丢失将造成测量数据严重失准, 这时一定要根据提示要求恢复参数而无需重新标定;
2)仪表探头参数若丢失也将造成测量值失准, 此时可打开传感器壳盖核对并恢复参数“ A 、K 、C”的值;
3)采用修正法使测量值更精确。控制器中的H1和H2值保持不变, 分别改变C1 、C2 的值, 当C1 、C2增大时仪表显示会降低, 反之则升高。如此反复几次, 可得到相当满意的测量值。但是, 一般料位在低位时只调整H1的电容值, 料位在高位时只调整H2的电容值。调整完毕记录下数值以备用;
4)若料仓的物料成分有较大变化时, 须对仪表进行重新标定;
5)当标定受到工况的限制时, 无法测得准确的高度, 也可以暂时输入估计的高度值, 待运行稳定后, 再加以更正, 从而缩短标定的时间;
6)标定完成后, 不要忘记输入全量程高度, 并记下两组料位高度与电容值的对应值, 以备日后再标定时参考;
7)在物位起伏变化较大的工况使用时, 应设定合理的阻尼时间。
 
6  应用效果
目前, 该料位计在济钢集团总公司烧结厂120烧结机混合料槽已投入运行4 个多月, 不但解决了料槽料位连续测量的难题, 而且测量结果准确可靠,该厂已准备在其它料槽上推广应用。
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