سطحسنجی مایعات نسبتاً حلشده است، اما سیلوی سیمان، آرد، پلیمر، دانه یا خاک معدنی داستان دیگری دارد. در مواد جامد، «سطح» یک صفحهٔ افقی نیست: هنگام پرکردن مخروط تشکیل میشود و هنگام تخلیه قیف. اگر سنسور را در نقطهٔ اشتباه بگذارید، عددی میگیرید که با موجودی واقعی سیلو تفاوت زیادی دارد.
چهار مشکلی که مواد جامد اضافه میکنند
- زاویهٔ ریپوز: شیب طبیعی توده در پرکردن و تخلیه متفاوت است. اندازهگیری در مرکز، هنگام پرکردن بیشبرآورد و هنگام تخلیه کمبرآورد میدهد. برای همین معمولاً نقطهٔ نصب کمی خارج از مرکز و در حدود یکسوم شعاع انتخاب میشود.
- گرد و غبار: در لحظهٔ پرکردن، فضای بالای سیلو پر از غبار است. این غبار موج صوتی را بهشدت تضعیف میکند و علت اصلی «گم شدن اکو» در اولتراسونیک است.
- ضریب دیالکتریک پایین: بسیاری از پودرها بازتاب راداری ضعیفی دارند؛ در نتیجه حساسیت و فرکانس دستگاه اهمیت پیدا میکند.
- الکترواستاتیک و چسبندگی: پرکردن پنوماتیک بار الکتریکی ایجاد میکند و مواد ریزدانه به دیواره و به خود سنسور میچسبند.
سوئیچ حد: ساده، ارزان و اغلب کافی
در بسیاری از سیلوها اصلاً نیازی به اندازهگیری پیوسته نیست؛ فقط باید بدانیم پر شده یا خالی. سوئیچ لرزشی (چنگالی یا میلهای) وقتی ماده اطراف چنگال را بگیرد، فرکانس ارتعاش تغییر میکند و کنتاکت عمل میکند. مدلهای ویژهٔ جامدات مانند لول سوئیچ لرزشی اندرس هاوزر Soliphant برای همین کاربرد ساخته شدهاند و نسبت به چسبندگی و غبار مقاوماند. کاربردهای معمول:
- حد بالا: جلوگیری از سرریز و توقف خودکار پرکردن — مهمترین کاربرد ایمنی سیلو.
- حد پایین: جلوگیری از کار خشک ماردون یا هشدار سفارش مجدد مواد.
- تأیید جریان مواد در مسیر انتقال.
مقایسهٔ خانوادههای سوئیچ سطح را در مقالهٔ لول سوئیچ آوردهایم.
اندازهگیری پیوسته: رادار انتخاب اول است
برای موجودیگیری و برنامهریزی تولید به عدد پیوسته نیاز دارید. امروز رادار غیرتماسی با فرکانس بالا استاندارد عملی سیلوهای جامد است: زاویهٔ پرتو باریکتر، تمرکز بهتر روی سطح و مصونیت بیشتر نسبت به غبار و بخار. برای دیوارهٔ پر از سازه و نردبان داخلی، پرتوی باریک تفاوت را میسازد. اصول کار، نصب و تنظیم آن را در مقالهٔ رادار سطحسنج توضیح دادهایم؛ نمونههایی مانند لول ترانسمیتر راداری وگا VEGAPULS و لول ترانسمیتر راداری اندرس هاوزر Micropilot در این دسته قرار میگیرند.
اولتراسونیک کی جواب میدهد؟
در سیلوهای کوتاه، مواد درشتدانه و بدون غبار شدید، اولتراسونیک هنوز گزینهٔ اقتصادی است؛ اما در پرکردن پنوماتیک سیمان یا آرد، سیگنال در غبار گم میشود. محدودیتهای این روش در مقالهٔ سطحسنج اولتراسونیک آمده است. نمونههای صنعتی مانند سطحسنج اولتراسونیک کوبولد NUS برای کاربردهای سبکتر مناسباند.
رادار هدایتشده و روشهای مکانیکی
رادار هدایتشده با پروب طنابی هم در جامدات استفاده میشود، اما باید به نیروی کششی وارد بر پروب توجه کرد؛ در سیلوی بلند و مادهٔ سنگین، این نیرو میتواند چند تن باشد و نقطهٔ اتصال سقف باید برای آن محاسبه شود. روش وزنی (لودسل زیر پایههای سیلو) هم یک جایگزین کاملاً متفاوت است که بهجای سطح، جرم را میدهد و مستقل از شکل توده است؛ جزئیات آن در مقالهٔ لودسل و توزین صنعتی آمده است.
جدول انتخاب
| شرایط | گزینهٔ پیشنهادی |
|---|---|
| فقط آلارم پر و خالی | سوئیچ لرزشی جامدات |
| سیلوی بلند با غبار زیاد | رادار فرکانس بالا |
| سیلوی کوتاه، مواد درشت | اولتراسونیک |
| نیاز به موجودی وزنی دقیق | لودسل زیر سیلو |
| مواد چسبنده و مرطوب | رادار با پرتو باریک و پرج هوا |
نکات نصب که خطا را کم میکند
- سنسور را دور از مسیر ورودی مواد نصب کنید تا جریان ریزش، اکوی کاذب ندهد.
- نازل نصب را کوتاه و بدون لبهٔ تیز بگیرید؛ نازل بلند منبع بازتاب مزاحم است.
- سیلو و سنسور را بهدرستی ارت کنید؛ در انتقال پنوماتیک، بار الکترواستاتیک هم مسئلهٔ ایمنی است و هم منبع نویز. اصول ارت و شیلد در مقالهٔ سیمکشی لوپ ۴ تا ۲۰ میلیآمپر توضیح داده شده است.
- اگر گرد و غبار قابل اشتعال دارید (آرد، شکر، پودر فلز)، تجهیزات باید برای Zone گرد و غبار انتخاب شوند؛ به مقالهٔ تجهیزات ضدانفجار مراجعه کنید.
- در تنظیم اولیه، حتماً چند نقطهٔ مرجع با اندازهگیری دستی (شاقول) بگیرید تا منحنی حجم درست کالیبره شود.
برای انتخاب روش مناسب سیلوی خود، ارتفاع و قطر سیلو، نوع و دانهبندی ماده، روش پرکردن و نیاز به دقت را برای کارشناسان فن کنترل بفرستید.
