SN61.XXAGHKNAX/VEGA: Zbiornik dozujący zapobiegający awariom ultradźwiękowego miernika poziomu

I. Cele Projektu

• Kluczowe Wymaganie: Rozwiązanie problemów z podatnością ultradźwiękowych mierników poziomu na zakłócenia i niedokładne pomiary w złożonych warunkach pracy poprzez optymalizację strukturalną i projekt ochronny.
• Scenariusze Zastosowania: Procesy dozowania z wysokimi wymaganiami dotyczącymi dokładności monitorowania poziomu, takie jak przetwarzanie żywności i produkcja chemiczna.

II. Kluczowe Moduły Projektowe

1. Projekt Strukturalny Antyzakłóceniowy

• Pochyły Korpus Zbiornika
  • Zasada Projektowania: Ściana boczna zbiornika tworzy kąt 5°-10° z płaszczyzną poziomą, aby zmniejszyć wpływ wahań cieczy na sygnały ultradźwiękowe.
  • Realizacja: Dno zbiornika przyjmuje konstrukcję stożkową, w połączeniu z rurą prowadzącą w celu kontrolowania spadku poziomu cieczy i unikania wciągania powietrza, które tworzy pianę.
• Instalacja Rury Falowodowej
  • Funkcja: Pionowa rura falowodowa (średnica ≥ 50 mm) jest instalowana pod sondą, aby prowadzić pionową emisję fal ultradźwiękowych i zmniejszyć tłumienie sygnału.
  • Dobór Materiału: Stal nierdzewna 316L lub PVDF (polifluorek winylidenu), która jest odporna na korozję i ma silną penetrację sygnału.
• Instalacja Kołnierzowa
  • Specyfikacja: Sonda jest mocowana pionowo na górze zbiornika za pomocą kołnierza, z odchyleniem od pionu od powierzchni cieczy ≤ 1° i odległością od ściany zbiornika ≥ 30 cm.
  • Kontrola Strefy Martwej: Strefa martwa ≥ 50 cm jest zarezerwowana zgodnie z zakresem pomiarowym, aby zapobiec zanurzeniu sondy w cieczy.

2. System Antypieniący i Odszlamiający

• Warstwa Kontroli Stałej Temperatury
  • Struktura: Korpus zbiornika przyjmuje konstrukcję z podwójnym płaszczem z wbudowanymi elektrycznymi foliami grzewczymi i czujnikami temperatury w celu utrzymania stabilnej temperatury cieczy (±1℃).
  • Zasada: Wahania temperatury ≤ 2℃ mogą zmniejszyć migrację substancji powierzchniowo czynnych i powstawanie piany.
• Urządzenie Odszlamiające
  • Mechaniczne Odszlamianie: Obrotowy defoamer z łopatkami jest instalowany na górze zbiornika, z prędkością obrotową 50-100 obr./min, aby rozbijać pianę na powierzchni cieczy.
  • Chemiczne Odszlamianie: Zarezerwowany jest port wtrysku środka przeciwpieniącego, aby wspierać automatyczne kapanie (np. środki przeciwpieniące na bazie silikonu, dawka 0,1-0,5 ppm).
• Optymalizacja Przepływu
  • Projekt Rury Zasilającej: Zastosowano styczny port zasilający w celu zmniejszenia uderzenia cieczy; średnica rury wynosi DN25-DN50, a prędkość przepływu ≤ 1,5 m/s.
  • Kontrola Poziomu Cieczy: Prędkość przepływu jest regulowana przez pompę o zmiennej częstotliwości, aby uniknąć gwałtownych wahań poziomu cieczy.

3. System Ochrony i Kalibracji

• Projekt Ochronny
  • Osłona Ochronna: Wodoodporna i pyłoszczelna osłona IP68 z wbudowanym osuszaczem, aby zapobiec wnikaniu wilgoci.
  • Ekranowanie Elektromagnetyczne: Zewnętrzna powierzchnia zbiornika jest pokryta powłoką przewodzącą w celu zmniejszenia zakłóceń elektromagnetycznych (np. z przemienników częstotliwości, silników itp.).
• Funkcja Automatycznej Kalibracji
  • Kompensacja Temperatury: Wbudowany czujnik temperatury do korygowania prędkości dźwięku w czasie rzeczywistym (prędkość dźwięku = 331,5 + 0,6 × temperatura).
  • Kalibracja Zera: Standardowa ciecz (taka jak woda) jest automatycznie wstrzykiwana w celu kalibracji zakresu przed codzienną produkcją, a alarm jest uruchamiany, jeśli błąd przekracza 5%.
• System Wczesnego Ostrzegania o Awariach
  • Parametry Monitorowania: Siła sygnału, jakość echa, temperatura, prąd wyjściowy.
  • Mechanizm Wczesnego Ostrzegania: Przełączenie na zapasowy miernik poziomu, gdy dane są nieprawidłowe, i monit o konserwację za pośrednictwem interfejsu HMI.

III. Materiały i Specyfikacje Instalacji

• Dobór Materiału
  • Scenariusze Ogólne: Korpus zbiornika wykonany jest ze stali nierdzewnej 304, a pierścień uszczelniający wykonany jest z silikonu.
  • Scenariusze Chemiczne: Korpus zbiornika jest wyłożony PTFE (politetrafluoroetylen), a materiałem sondy jest PVDF.
• Specyfikacje Instalacji
  • Kalibracja Pionowa: Użyj poziomicy laserowej, aby upewnić się, że sonda jest prostopadła do powierzchni cieczy.
  • Wymagania Dotyczące Uziemienia: Rezystancja uziemienia korpusu zbiornika ≤ 4Ω w celu zapobiegania zakłóceniom elektrostatycznym.
  • Ochrona Linii: Linie sygnałowe wykorzystują ekranowane pary skręcone, ułożone w oddzielnych rurach i unikają równoległego układania z liniami zasilającymi.

IV. Efekty Wdrożenia

• Dokładność Pomiaru: Błąd poziomu cieczy ≤ ±5 mm; stabilna praca nawet wtedy, gdy pokrycie pianą przekracza 40%.
• Wskaźnik Awaryjności: Konstrukcja antyzakłóceniowa zmniejsza wskaźnik awaryjności miernika poziomu o ponad 80%.
• Cykl Konserwacji: Urządzenie odszlamiające jest czyszczone co 3 miesiące, a miernik poziomu jest kalibrowany co 6 miesięcy.

V. Przykłady Zastosowań

• Zbiornik dozujący syrop w fabryce żywności: Po zastosowaniu pochylonego korpusu zbiornika + konstrukcji rury falowodowej, błąd pomiaru spowodowany wahaniami poziomu cieczy został zmniejszony z ±20 mm do ±3 mm.
• Zbiornik dozujący kwas w zakładzie chemicznym: Z sondami PVDF i kontrolą stałej temperatury, pracował nieprzerwanie przez 12 miesięcy w środowisku wysoce korozyjnym.