一、 背景描述
本攪拌站項(xiàng)目位于青島即墨，擁有雙站 10 個(gè) 300T 鋼制料倉(cāng)，內(nèi)部?jī)?chǔ)有混凝土原材料。在原先的測(cè)量方法中，操作人員不能準(zhǔn)確了解倉(cāng)內(nèi)物料的多和少，300T 的料倉(cāng)往往只能利用 2/3 的空間;也因?yàn)闊o(wú)法準(zhǔn)確了解倉(cāng)內(nèi)物料情況。
由于倉(cāng)內(nèi)環(huán)境惡劣，目前的傳統(tǒng)測(cè)量方式并不適合該應(yīng)用。隨著國(guó)家對(duì)于高污染行業(yè)的監(jiān)管力度不斷加強(qiáng)，業(yè)主亟需一種快速便捷的物位測(cè)量手段，獲取物料的準(zhǔn)確信息，要求性能穩(wěn)定，維護(hù)便捷，綜合精度在 3%以?xún)?nèi)?？蛻?hù)通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)論證選擇了 KM 的貼片式重量料位計(jì)作為其攪拌站料位計(jì)量手段。
圖 1 墨項(xiàng)目實(shí)景
二、 技術(shù)分析
實(shí)施項(xiàng)目的料倉(cāng)屬于典型的鋼制料倉(cāng)， 容量 300T 左右， 共計(jì) 10 個(gè)料倉(cāng)。 由于支撐腿為碳鋼材質(zhì)，在加載和卸載物料時(shí)支撐腿會(huì)収生彈性形變，這些形變量和加載的重量成正比。只要檢測(cè)出這些微小的形變，就可以了解到料倉(cāng)里面的物料重量。
用螺栓將 Microcell 貼片式傳感器緊密固定在料倉(cāng)支腿上，支腿形變的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)貼片式傳感器一起形變，通過(guò)傳感器內(nèi)部的超高靈敏度應(yīng)變片“感知”支腿的形變，將形變量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最終得到料倉(cāng)重量值。
圖 2：鋼材受力形變示意
圖 3：貼片式傳感器安裝示意
本方案采用 4 片 Microcell 型貼片式料位計(jì)，在每一個(gè)料倉(cāng)支腿的內(nèi)側(cè)貼一片傳感器，使用接線(xiàn)盒將數(shù)據(jù)匯總到 KM 專(zhuān)用的控制器內(nèi)，由控制器將傳感器輸出的微弱信號(hào)放大處理為數(shù)字信號(hào)，并輸出一路 4～20mA 信號(hào)提供給上位機(jī)系統(tǒng)。
圖 4：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的組成
圖 5：貼片式重量料位計(jì)精度表
該料倉(cāng)支腿為直徑 325mm， 厚度 8mm 的碳鋼圓管鋼。 支撐腿之間有兩組加強(qiáng)筋保持設(shè)備的穩(wěn)固，沒(méi)有其他大型剛性連接。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，在 300T 時(shí)每一個(gè)支腿將承受 9.18 kg/mm 2 的壓強(qiáng)。這是一個(gè)非常大的數(shù)值，可見(jiàn)支腿形變量較大，非常適合貼片式系統(tǒng)的工作。根據(jù)直撐式精度表可得系統(tǒng)的精度小于 2%，即精度在+/-6 T 以?xún)?nèi)。
三、 項(xiàng)目實(shí)施
為了保證設(shè)備的精度，減小物料偏載、陽(yáng)光照射、風(fēng)力、支腿尺寸細(xì)微不同造成的測(cè)量誤差，在每一個(gè)支腿上都安裝一片 Microcell 貼片式傳感器。通過(guò)匯總接線(xiàn)盒將四路傳感器信號(hào)送入 SVS2000變送器中， 由 SVS2000 負(fù)責(zé)將傳感器的信號(hào)濾波放大最終轉(zhuǎn)換為可讀的重量信號(hào)， 最后將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為 4～20mA 輸入上位機(jī)。
圖 6：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝、測(cè)試、接線(xiàn)
圖 7：貼片式傳感器安裝效果
Microcell 貼片式傳感器安裝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，不需要登高作業(yè)，不需要大型設(shè)備，僅需 2 個(gè)人，一些隨手小工具就可以完成安裝任務(wù)。
四、 結(jié)論
對(duì)于水泥攪拌站而言，貼片式重量物位計(jì)綜合精度高，體積小巧，安裝方便，維護(hù)便捷。可以方便應(yīng)用于項(xiàng)目新建、設(shè)備改造?？梢宰鳛槲镂粶y(cè)量，特別是惡劣環(huán)境下的固體物位測(cè)量是一種較好的選擇。
五、關(guān)于 Kistler-Morse 公司
Kistler-Morse 公司(簡(jiǎn)稱(chēng) KM)位于美國(guó)南卡羅萊納州的 Spartanburg 市，公司成立于 20 世紀(jì) 60年代。專(zhuān)注于重量料位計(jì)、超聲波物位計(jì)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)與銷(xiāo)售。其設(shè)計(jì)獨(dú)特的貼片式稱(chēng)重產(chǎn)品以其簡(jiǎn)便快捷的安裝方式和穩(wěn)定的性能得到廣泛的認(rèn)可。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的収展，在鋼鐵、電力、水泥、有色金屬、食品等行業(yè)具備豐富的應(yīng)用經(jīng)
（轉(zhuǎn)載）
