SN61.XXAGHKNAX/VEGA: Резервуар для сборки, предотвращающий сбой ультразвукового уровня

I. Цели проектирования

• Основное требование: Решить проблемы подверженности ультразвуковых уровнемеров помехам и неточности измерений в сложных рабочих условиях путем оптимизации конструкции и защитного проектирования.
• Применимые сценарии: Процессы дозирования с высокими требованиями к точности контроля уровня, такие как пищевая промышленность и химическое производство.

II. Ключевые модули проектирования

1. Конструктивное исполнение, устойчивое к помехам

• Наклонный корпус бака
  • Принцип проектирования: Боковая стенка бака образует угол 5°-10° с горизонтальной плоскостью для уменьшения влияния колебаний жидкости на ультразвуковые сигналы.
  • Реализация: Дно бака имеет коническую структуру в сочетании с направляющей трубой для контроля падения уровня жидкости и предотвращения захвата воздуха, образующего пену.
• Установка волноводной трубы
  • Функция: Вертикальная волноводная труба (диаметр ≥ 50 мм) устанавливается под датчиком для направления вертикального излучения ультразвуковых волн и уменьшения затухания сигнала.
  • Выбор материала: Нержавеющая сталь 316L или PVDF (поливинилиденфторид), которые устойчивы к коррозии и обладают высокой проникающей способностью сигнала.
• Фланцевый монтаж
  • Спецификация: Датчик вертикально закреплен на верхней части бака через фланец, с отклонением от перпендикулярности к поверхности жидкости ≤ 1° и расстоянием от стенки бака ≥ 30 см.
  • Контроль мертвой зоны: В соответствии с диапазоном измерения резервируется мертвая зона ≥ 50 см, чтобы предотвратить погружение датчика в жидкость.

2. Система защиты от пены и пеногашения

• Слой контроля постоянной температуры
  • Конструкция: Корпус бака имеет конструкцию с двойной рубашкой со встроенными электрическими нагревательными пленками и датчиками температуры для поддержания стабильной температуры жидкости (±1℃).
  • Принцип: Колебания температуры ≤ 2℃ могут уменьшить миграцию поверхностно-активных веществ и образование пены.
• Устройство пеногашения
  • Механическое пеногашение: На верхней части бака установлена вращающаяся лопастная пеногаситель со скоростью вращения 50-100 об/мин для разрушения пены на поверхности жидкости.
  • Химическое пеногашение: Предусмотрен порт для впрыска пеногасителя для поддержки автоматического капельного введения (например, пеногасители на основе силикона, дозировка 0,1-0,5 ppm).
• Оптимизация расхода
  • Конструкция питающей трубы: Применяется тангенциальный питающий порт для уменьшения воздействия жидкости; диаметр трубы DN25-DN50, а скорость потока ≤ 1,5 м/с.
  • Контроль уровня жидкости: Скорость потока регулируется насосом с переменной частотой, чтобы избежать резких колебаний уровня жидкости.

3. Система защиты и калибровки

• Защитная конструкция
  • Защитная крышка: Водонепроницаемая и пыленепроницаемая крышка IP68 со встроенным осушителем для предотвращения попадания влаги.
  • Электромагнитное экранирование: Наружная поверхность бака покрыта токопроводящим покрытием для уменьшения электромагнитных помех (например, от преобразователей частоты, двигателей и т. д.).
• Функция автоматической калибровки
  • Температурная компенсация: Встроенный датчик температуры для коррекции скорости звука в реальном времени (скорость звука = 331,5 + 0,6 × температура).
  • Нулевая калибровка: Стандартная жидкость (например, вода) автоматически впрыскивается для калибровки диапазона перед ежедневным производством, и срабатывает сигнализация, если ошибка превышает 5%.
• Система раннего предупреждения о неисправностях
  • Параметры мониторинга: Сила сигнала, качество эха, температура, выходной ток.
  • Механизм раннего предупреждения: Переключение на резервный уровнемер при аномалии данных и запрос на техническое обслуживание через интерфейс HMI.

III. Материалы и спецификации установки

• Выбор материала
  • Общие сценарии: Корпус бака изготовлен из нержавеющей стали 304, а уплотнительное кольцо - из силикона.
  • Сценарии химического класса: Корпус бака облицован PTFE (политетрафторэтиленом), а материал датчика - PVDF.
• Спецификации установки
  • Вертикальная калибровка: Используйте лазерный уровень, чтобы убедиться, что датчик перпендикулярен поверхности жидкости.
  • Требования к заземлению: Сопротивление заземления корпуса бака ≤ 4Ω для предотвращения электростатических помех.
  • Защита линий: Сигнальные линии используют экранированные витые пары, проложенные в отдельных трубах, и избегают параллельности с линиями электропитания.

IV. Эффекты реализации

• Точность измерения: Погрешность уровня жидкости ≤ ±5 мм; стабильная работа даже при покрытии пеной более 40%.
• Частота отказов: Конструкция защиты от помех снижает частоту отказов уровнемера более чем на 80%.
• Цикл технического обслуживания: Устройство пеногашения очищается каждые 3 месяца, а уровнемер калибруется каждые 6 месяцев.

V. Примеры применения

• Бак-дозатор для сиропа на пищевой фабрике: После принятия наклонного корпуса бака + конструкции волноводной трубы погрешность измерения, вызванная колебаниями уровня жидкости, была уменьшена с ±20 мм до ±3 мм.
• Бак-дозатор для кислотной жидкости на химическом заводе: С датчиками PVDF и контролем постоянной температуры он работал непрерывно в течение 12 месяцев в агрессивной среде.