SN61.XXAGHKNAX/VEGA: Μια δεξαμενή συσσώρευσης που αποτρέπει την δυσλειτουργία του υπερηχητικού μετρητή επιπέδου

I. Στόχοι Σχεδιασμού

• Βασική Απαίτηση: Επίλυση των προβλημάτων που αντιμετωπίζουν οι υπερηχητικοί μετρητές στάθμης, όπως η ευαισθησία σε παρεμβολές και η ανακριβής μέτρηση υπό πολύπλοκες συνθήκες εργασίας, μέσω δομικής βελτιστοποίησης και προστατευτικού σχεδιασμού.
• Εφαρμόσιμα Σενάρια: Διαδικασίες δοσολογίας με υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια παρακολούθησης στάθμης, όπως η επεξεργασία τροφίμων και η χημική παραγωγή.

II. Βασικές Ενότητες Σχεδιασμού

1. Δομικός Σχεδιασμός κατά των Παρεμβολών

• Κεκλιμένο Σώμα Δεξαμενής
  • Αρχή Σχεδιασμού: Το πλευρικό τοίχωμα της δεξαμενής σχηματίζει γωνία 5°-10° με το οριζόντιο επίπεδο για τη μείωση των παρεμβολών των διακυμάνσεων του υγρού στα υπερηχητικά σήματα.
  • Εφαρμογή: Ο πυθμένας της δεξαμενής υιοθετεί μια κωνική δομή, σε συνδυασμό με έναν σωλήνα οδηγού για τον έλεγχο της πτώσης της στάθμης του υγρού και την αποφυγή της παγίδευσης αέρα που σχηματίζει αφρό.
• Εγκατάσταση Σωλήνα Οδηγού Κυμάτων
  • Λειτουργία: Ένας κάθετος σωλήνας οδηγός κυμάτων (διάμετρος ≥ 50mm) είναι εγκατεστημένος κάτω από τον αισθητήρα για να καθοδηγεί την κάθετη εκπομπή υπερηχητικών κυμάτων και να μειώνει την εξασθένηση του σήματος.
  • Επιλογή Υλικού: Ανοξείδωτο ατσάλι 316L ή PVDF (πολυβινυλιδενοφθορίδιο), το οποίο είναι ανθεκτικό στη διάβρωση και έχει ισχυρή διείσδυση σήματος.
• Εγκατάσταση τύπου φλάντζας
  • Προδιαγραφή: Ο αισθητήρας στερεώνεται κάθετα στην κορυφή της δεξαμενής μέσω φλάντζας, με απόκλιση κάθετης από την επιφάνεια του υγρού ≤ 1° και απόσταση από το τοίχωμα της δεξαμενής ≥ 30cm.
  • Έλεγχος Νεκρής Ζώνης: Μια νεκρή ζώνη ≥ 50cm διατηρείται σύμφωνα με το εύρος μέτρησης για να αποτρέπεται η βύθιση του αισθητήρα από το υγρό.

2. Σύστημα κατά του Αφρού και Αφαίρεσης Αφρού

• Στρώμα Ελέγχου Σταθερής Θερμοκρασίας
  • Δομή: Το σώμα της δεξαμενής υιοθετεί ένα σχέδιο διπλού μπουφάν με ενσωματωμένες ηλεκτρικές θερμαντικές μεμβράνες και αισθητήρες θερμοκρασίας για τη διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας υγρού (±1℃).
  • Αρχή: Οι διακυμάνσεις θερμοκρασίας ≤ 2℃ μπορούν να μειώσουν τη μετανάστευση επιφανειοδραστικών ουσιών και την παραγωγή αφρού.
• Συσκευή Αφαίρεσης Αφρού
  • Μηχανική Αφαίρεση Αφρού: Ένα περιστρεφόμενο λεπίδας τύπου αφαιρετή αφρού είναι εγκατεστημένο στην κορυφή της δεξαμενής, με ταχύτητα περιστροφής 50-100rpm, για να διασπά τον αφρό στην επιφάνεια του υγρού.
  • Χημική Αφαίρεση Αφρού: Μια θύρα έγχυσης αφαιρετή αφρού διατηρείται για την υποστήριξη αυτόματης σταγονοποίησης (π.χ., αφαιρετές αφρού με βάση τη σιλικόνη, δοσολογία 0,1-0,5ppm).
• Βελτιστοποίηση Ροής
  • Σχεδιασμός Σωλήνα Τροφοδοσίας: Ένα εφαπτόμενο άνοιγμα τροφοδοσίας υιοθετείται για τη μείωση της πρόσκρουσης του υγρού. η διάμετρος του σωλήνα είναι DN25-DN50 και η ταχύτητα ροής είναι ≤ 1,5m/s.
  • Έλεγχος Στάθμης Υγρού: Η ταχύτητα ροής ρυθμίζεται από μια αντλία μεταβλητής συχνότητας για την αποφυγή σοβαρών διακυμάνσεων στη στάθμη του υγρού.

3. Σύστημα Προστασίας και Βαθμονόμησης

• Σχεδιασμός Προστασίας
  • Προστατευτικό Κάλυμμα: Αδιάβροχο και ανθεκτικό στη σκόνη κάλυμμα IP68 με ενσωματωμένο ξηραντικό για την αποφυγή διείσδυσης υγρασίας.
  • Ηλεκτρομαγνητική Θωράκιση: Η εξωτερική επιφάνεια της δεξαμενής ψεκάζεται με αγώγιμη επίστρωση για τη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (π.χ., από μετατροπείς συχνότητας, κινητήρες κ.λπ.).
• Λειτουργία Αυτόματης Βαθμονόμησης
  • Αντιστάθμιση Θερμοκρασίας: Ένας ενσωματωμένος αισθητήρας θερμοκρασίας για τη διόρθωση σε πραγματικό χρόνο της ταχύτητας του ήχου (ταχύτητα ήχου = 331,5 + 0,6 × θερμοκρασία).
  • Βαθμονόμηση Μηδέν: Τυπικό υγρό (όπως νερό) εγχέεται αυτόματα για τη βαθμονόμηση του εύρους πριν από την καθημερινή παραγωγή και ενεργοποιείται συναγερμός εάν το σφάλμα υπερβαίνει το 5%.
• Σύστημα Έγκαιρης Προειδοποίησης Βλαβών
  • Παρακολούθηση Παραμέτρων: Ισχύς σήματος, ποιότητα ηχούς, θερμοκρασία, έξοδος ρεύματος.
  • Μηχανισμός Έγκαιρης Προειδοποίησης: Εναλλαγή σε εφεδρικό μετρητή στάθμης όταν τα δεδομένα είναι μη φυσιολογικά και προτροπή συντήρησης μέσω της διεπαφής HMI.

III. Υλικά και Προδιαγραφές Εγκατάστασης

• Επιλογή Υλικού
  • Γενικά Σενάρια: Το σώμα της δεξαμενής είναι κατασκευασμένο από ανοξείδωτο χάλυβα 304 και ο δακτύλιος στεγανοποίησης είναι κατασκευασμένος από σιλικόνη.
  • Σενάρια Χημικής Βαθμίδας: Το σώμα της δεξαμενής είναι επενδεδυμένο με PTFE (πολυτετραφθοροαιθυλένιο) και το υλικό του αισθητήρα είναι PVDF.
• Προδιαγραφές Εγκατάστασης
  • Κάθετη Βαθμονόμηση: Χρησιμοποιήστε ένα λέιζερ επιπέδου για να βεβαιωθείτε ότι ο αισθητήρας είναι κάθετος στην επιφάνεια του υγρού.
  • Απαιτήσεις Γείωσης: Η αντίσταση γείωσης του σώματος της δεξαμενής ≤ 4Ω για την αποφυγή ηλεκτροστατικών παρεμβολών.
  • Προστασία Γραμμής: Οι γραμμές σήματος χρησιμοποιούν θωρακισμένα στριμμένα ζεύγη, τοποθετημένα σε ξεχωριστούς σωλήνες και αποφεύγουν να είναι παράλληλες με τις γραμμές ρεύματος.

IV. Αποτελέσματα Εφαρμογής

• Ακρίβεια Μέτρησης: Σφάλμα στάθμης υγρού ≤ ±5mm; σταθερή λειτουργία ακόμη και όταν η κάλυψη αφρού υπερβαίνει το 40%.
• Ποσοστό Αστοχίας: Ο σχεδιασμός κατά των παρεμβολών μειώνει το ποσοστό δυσλειτουργίας του μετρητή στάθμης κατά περισσότερο από 80%.
• Κύκλος Συντήρησης: Η συσκευή αφαίρεσης αφρού καθαρίζεται κάθε 3 μήνες και ο μετρητής στάθμης βαθμονομείται κάθε 6 μήνες.

V. Περιπτώσεις Εφαρμογής

• Μια δεξαμενή δοσολογίας σιροπιού σε ένα εργοστάσιο τροφίμων: Μετά την υιοθέτηση του κεκλιμένου σώματος της δεξαμενής + του σχεδιασμού σωλήνα οδηγού κυμάτων, το σφάλμα μέτρησης που προκλήθηκε από τις διακυμάνσεις της στάθμης του υγρού μειώθηκε από ±20mm σε ±3mm.
• Μια δεξαμενή δοσολογίας όξινου υγρού σε ένα χημικό εργοστάσιο: Με αισθητήρες PVDF και έλεγχο σταθερής θερμοκρασίας, λειτούργησε συνεχώς για 12 μήνες σε ένα άκρως διαβρωτικό περιβάλλον.