智能超聲波水泥料位儀
工 作 原 理
超聲波測量物位是利用聲納原理來確定物料在容器內(nèi)的位置,是一種在空氣中的聲納定位設(shè)備。它的工作原理可簡述為:超聲波換能器發(fā)出的超聲脈沖,通過空氣傳到物料的界面,經(jīng)界面反射回到發(fā)射換能器并被其接收。只要測出超聲脈沖從發(fā)射到接收所用的時間,再根據(jù)空氣中的聲速,就可計算出換能器到物料面的距離,從而確定物位。
儀 器 的 設(shè) 計
此前的超聲波料位儀未能有效地測量水泥料位的原因在于:(1)水泥物料對超聲波有很強的聲吸收;(2)水泥物料在儲存的運送過程中無論是采用氣流輸送或是提升機輸送,都會使水泥在庫、倉中的堆積密度隨時間而變化;(3)水泥從庫、倉頂部送入,使庫、倉內(nèi)呈現(xiàn)彌漫氣霧狀。此外有時入庫、倉時水泥溫度很高,這也是測量水泥料位的一大障礙。
根據(jù)以上綜合分析,上海同濟大學(xué)聲學(xué)研究所設(shè)計了超聲波料位儀。在軟件的支持下,通過鍵盤可進行人機對話,根據(jù)現(xiàn)場工況條件,進行參數(shù)設(shè)置。由于各現(xiàn)場工況條件差異甚大,特意設(shè)計了一種鑒別真?zhèn)涡盘柕碾娐?。另外,軟件中也增設(shè)了判別信號真?zhèn)蔚墓δ?,進一步保證了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
換 能 器
超聲換能器是料位儀的關(guān)鍵部件,它擔(dān)負(fù)著超聲波的發(fā)射和接收的任務(wù)。
為了獲得高的發(fā)射效率和接收靈敏度以及能長期連續(xù)有效地進行檢測,而其表面不聚集水泥物料,我們選用了縱向——圓盤彎曲復(fù)合振動模式的換能器。并在換能器輻射表面采用了特制的耐高溫低聲速材料,使其既能提高發(fā)射效率,又能耐高溫。另外還要考慮水泥料面對聲波的反射強度、聲波路徑傳播損失、接收指向性、現(xiàn)場環(huán)境噪音以及筒、庫內(nèi)的物料狀態(tài);也不能忽視筒、庫內(nèi)有壓力,物料面反射強度極弱時的狀況。經(jīng)過近兩年的使用考驗,它能連續(xù)、有效地進行檢測,其表面不會聚集水泥物料,達到了預(yù)期目標(biāo)。
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