SN61.XXAGHKNAX/VEGA: Un serbatoio di batching che previene il malfunzionamento del misuratore di livello a ultrasuoni

I. Obiettivi di progettazione

• Requisito fondamentale: Risolvere i problemi dei misuratori di livello a ultrasuoni soggetti a interferenze e misurazioni imprecise in condizioni operative complesse attraverso l'ottimizzazione strutturale e la progettazione protettiva.
• Scenari applicabili: Processi di miscelazione con elevati requisiti di accuratezza del monitoraggio del livello, come la trasformazione alimentare e la produzione chimica.

II. Moduli chiave di progettazione

1. Progettazione strutturale anti-interferenza

• Corpo del serbatoio inclinato
  • Principio di progettazione: La parete laterale del serbatoio forma un angolo di 5°-10° con il piano orizzontale per ridurre l'interferenza delle fluttuazioni del liquido sui segnali a ultrasuoni.
  • Implementazione: Il fondo del serbatoio adotta una struttura conica, combinata con un tubo guida per controllare l'abbassamento del livello del liquido ed evitare l'inglobamento di aria che forma schiuma.
• Installazione del tubo guida d'onda
  • Funzione: Un tubo guida d'onda verticale (diametro ≥ 50 mm) è installato sotto la sonda per guidare l'emissione verticale delle onde ultrasoniche e ridurre l'attenuazione del segnale.
  • Selezione dei materiali: Acciaio inossidabile 316L o PVDF (fluoruro di polivinilidene), resistente alla corrosione e con una forte penetrazione del segnale.
• Installazione di tipo flangiato
  • Specifiche: La sonda è fissata verticalmente sulla parte superiore del serbatoio tramite una flangia, con una deviazione dalla perpendicolarità rispetto alla superficie del liquido ≤ 1° e una distanza dalla parete del serbatoio ≥ 30 cm.
  • Controllo della zona morta: Viene riservata una zona morta di ≥ 50 cm in base al campo di misura per impedire che la sonda venga sommersa dal liquido.

2. Sistema anti-schiuma e antischiuma

• Strato di controllo a temperatura costante
  • Struttura: Il corpo del serbatoio adotta un design a doppia camicia con pellicole riscaldanti elettriche integrate e sensori di temperatura per mantenere una temperatura del liquido stabile (±1℃).
  • Principio: Fluttuazioni di temperatura ≤ 2℃ possono ridurre la migrazione di sostanze tensioattive e la generazione di schiuma.
• Dispositivo antischiuma
  • Antischiuma meccanico: Un antischiuma a lama rotante è installato sulla parte superiore del serbatoio, con una velocità di rotazione di 50-100 giri/min, per rompere la schiuma sulla superficie del liquido.
  • Antischiuma chimico: È riservata una porta di iniezione antischiuma per supportare il gocciolamento automatico (ad esempio, antischiuma a base di silicone, dosaggio 0,1-0,5 ppm).
• Ottimizzazione della portata
  • Progettazione del tubo di alimentazione: Viene adottata una porta di alimentazione tangenziale per ridurre l'impatto del liquido; il diametro del tubo è DN25-DN50 e la portata è ≤ 1,5 m/s.
  • Controllo del livello del liquido: La portata viene regolata da una pompa a frequenza variabile per evitare forti fluttuazioni del livello del liquido.

3. Sistema di protezione e calibrazione

• Progettazione di protezione
  • Coperchio protettivo: Coperchio impermeabile e antipolvere IP68 con essiccante integrato per prevenire l'intrusione di umidità.
  • Schermatura elettromagnetica: La superficie esterna del serbatoio è spruzzata con un rivestimento conduttivo per ridurre le interferenze elettromagnetiche (ad esempio, da convertitori di frequenza, motori, ecc.).
• Funzione di calibrazione automatica
  • Compensazione della temperatura: Un sensore di temperatura integrato per correggere in tempo reale la velocità del suono (velocità del suono = 331,5 + 0,6 × temperatura).
  • Calibrazione dello zero: Il liquido standard (come l'acqua) viene iniettato automaticamente per calibrare il campo di misura prima della produzione giornaliera e viene attivato un allarme se l'errore supera il 5%.
• Sistema di allarme precoce dei guasti
  • Parametri di monitoraggio: Intensità del segnale, qualità dell'eco, temperatura, uscita di corrente.
  • Meccanismo di allarme precoce: Passare a un misuratore di livello di backup quando i dati sono anomali e richiedere la manutenzione tramite l'interfaccia HMI.

III. Materiali e specifiche di installazione

• Selezione dei materiali
  • Scenari generali: Il corpo del serbatoio è realizzato in acciaio inossidabile 304 e l'anello di tenuta è in silicone.
  • Scenari di grado chimico: Il corpo del serbatoio è rivestito con PTFE (politetrafluoroetilene) e il materiale della sonda è PVDF.
• Specifiche di installazione
  • Calibrazione verticale: Utilizzare un livello laser per garantire che la sonda sia perpendicolare alla superficie del liquido.
  • Requisiti di messa a terra: La resistenza di messa a terra del corpo del serbatoio ≤ 4Ω per prevenire interferenze elettrostatiche.
  • Protezione della linea: Le linee di segnale utilizzano coppie intrecciate schermate, posate in tubi separati ed evitare di essere parallele alle linee elettriche.

IV. Effetti dell'implementazione

• Accuratezza della misurazione: Errore del livello del liquido ≤ ±5 mm; funzionamento stabile anche quando la copertura di schiuma supera il 40%.
• Tasso di guasto: Il design anti-interferenza riduce il tasso di malfunzionamento del misuratore di livello di oltre l'80%.
• Ciclo di manutenzione: Il dispositivo antischiuma viene pulito ogni 3 mesi e il misuratore di livello viene calibrato ogni 6 mesi.

V. Casi applicativi

• Un serbatoio di miscelazione dello sciroppo in una fabbrica alimentare: Dopo aver adottato il design del corpo del serbatoio inclinato + tubo guida d'onda, l'errore di misurazione causato dalle fluttuazioni del livello del liquido è stato ridotto da ±20 mm a ±3 mm.
• Un serbatoio di miscelazione di liquidi acidi in un impianto chimico: Con sonde in PVDF e controllo a temperatura costante, ha funzionato continuamente per 12 mesi in un ambiente altamente corrosivo.