Cas Delta Cement: Mesure du niveau du silo avec radar à impulsions de 26 GHz et purge d'air

Les silos de poudre sont les lieux où les technologies de mesure du niveau sont testées.Silos de charbon pulvérisé et de calcaireLe milieu est constitué de poudres fines avec de faibles constantes diélectriques (ciment environ 3-5); lors du remplissage, l'espace de la tête du silo se remplit de poussière et la surface du matériau forme un cône irrégulier.La mesure du niveau est difficile parce que la poussière lourde atténue les signaux micro-ondes - plus particulièrement à des fréquences plus élevées - et l'accumulation de poussière recouvre les antennesLes précédentes bobines de plomb électromécaniques étaient souvent coincées dans le matériau et nécessitaient une récupération manuelle; les sondes de capacitance dérivaient à mesure que le matériau s'accrochait à elles.Le remplacement était un radar à impulsions de 26 GHz avec une connexion de purge d'air., choisie spécifiquement parce que la fréquence inférieure pénètre mieux les atmosphères poussiéreuses que 80 GHz.les entrées de mise en service et les premiers remplissages.

Profil du client: Delta Cement Industries Ltd. (Bangladesh)

Delta Cement Industries Ltd. est un producteur de ciment au Bangladesh exploitant des silos de stockage de clinker, de ciment et de charbon pulvérisé.La salle de contrôle de l'usine a besoin de niveaux de silo continus pour la gestion des stocks et pour prévenir le débordement, mais les poussières lourdes lors du remplissage et la surface conique du matériau avaient vaincu les précédents instruments de plomb-bob et de capacité.

2- Contexte du site: trois silos, une salle de contrôle

L'usine stocke le ciment, le charbon pulvérisé et le calcaire broyé dans de hauts silos cylindriques à fond conique.Et à chaque remplissage, l' espace de la tête devient un nuage de poussière dense.La surface du matériau n'est pas plate - elle forme un cône dont l'angle dépend de l'angle de repos du matériau et de l'emplacement du flux de remplissage.,Les trois mesures n'étaient pas assurées de manière fiable, car les instruments existants ne pouvaient pas fournir un signal fiable et continu.

3Pourquoi ce silo bat la plupart des capteurs

Les silos de poudre combinent trois problèmes de mesure que peu de capteurs résolvent ensemble. Le nuage de poussière: pendant le remplissage, l'espace de tête est tellement plein de poussière qu'il atténue et disperse les signaux micro-ondes.et l'atténuation augmente avec la fréquenceLa surface: une surface de poudre en forme de cône renvoie un écho plus faible et plus dispersé qu'une surface liquide plane, et le cône change à chaque remplissage.la poussière s'accumule sur l'antenne et le gâchage se produit sur certains supportsLe test pratique pour tout instrument candidat était de trois questions: peut-il voir à travers la poussière, peut-il trouver la vraie surface sur une pile inclinée, et peut-il garder son antenne propre?

4La dernière mesure de Plumb-Bob

L'appareil électromécanique à plomb abaissait un poids sur un câble jusqu'à ce qu'il touche le matériau, puis mesurait la longueur du câble.Le poids s'est enfoui dans un matériau mou ou gazeux.L'usine l'exécutait selon un calendrier, de sorte qu'entre les mesures, le niveau était simplement inconnu.La sonde de capacité sur un autre silo a mesuré le changement de capacité que le matériau a couvert la sondeIl a dérivé à mesure que le matériau s'accumule et s'emballe, et sa lecture dépendait de l'humidité et de la densité du matériau, qui changent avec le produit.Les câbles coincés sur le silo de charbon ont nécessité des interventions sur le toit pour récupérer le poidsLe chantier voulait une mesure sans aucune mécanique à l'intérieur du silo.

5La décision de fréquence: l'argumentation de la poussière

Le choix de la fréquence est au cœur de ce projet, et le raisonnement appartient au journal.Un radar de 80 GHz - excellent pour les liquides dans des réservoirs propres - peut perdre son écho dans un nuage de poussière lourdLa fréquence d'impulsion est de 26 GHz, tandis qu'un radar à impulsions de 26 GHz, avec sa longueur d'onde plus longue, pénètre beaucoup mieux dans les atmosphères poussiéreuses.La poussière disperse les micro-ondes plus fortement lorsque la taille des particules approche de la longueur d'onde, de sorte que l'onde de 26 GHz plus longue traverse le nuage de poussière avec moins de perte qu'une onde de 80 GHz plus courte.et la précision (environ +/-0L'antenne est un klaxon avec une connexion de purge d'air - un petit débit d'air de l'instrument empêche la poussière de s'échapper de la face,répondre directement au problème de l'accumulationLe silo de charbon nécessitait une qualification de résistance aux explosions pour la zone à risque de poussière; la classification du silo de ciment dépendait des conditions du site et a été confirmée avant la commande.

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7. La configuration 26 GHz

La configuration a suivi la même logique que le choix de la fréquence: niveau en mètres référencé au fond du silo; hauteur du silo et décalage de montage entré; 4-20 mA mis à l'échelle sur la plage de travail;HART activé pour le diagnostic à distance par courbe d'échoLe seuil d'écho a été fixé pour les surfaces de poudre peu diélectriques,et le filtrage a été réglé pour suivre la vraie surface du matériau plutôt que le nuage de poussière ou l'accumulation d'échos - ce à quoi servent l'enregistrement à spectre vide et la cartographie à faux échoLa conversion de niveau en volume, où l'usine voulait du volume ou de la masse, a été effectuée dans le PLC contre la table de remorquage du silo, car une conversion linéaire est erronée pour un silo à fond conique.

8Installation: tuyau ou nouvelle buse?

Le journal d'installation enregistre une décision authentique.mais l'intérieur du tuyau d'arrêt a dû être vérifié pour l'accumulation d'abord - un tuyau d'arrêt partiellement bloqué crée un faux écho ou pièges le signal entièrementDans les silos au charbon et au calcaire, de nouvelles buses de toit ont été utilisées.et la ligne de purge d'air a été connectée à son débit pendant la mise en serviceLes supports étaient rigides - un toit de silo se plie, et un supporte flexible déplace le point de référence.

9. Mise en service des entrées de journal

Les entrées de mise en service, condensées à partir du journal du site:

1. Silos vides ou à faible niveau: spectre vide enregistré; échos fixes de la structure du toit, du tuyau de remplissage et de l'entrée du dépoussiéreur cartographiés et supprimés.
2. La hauteur du silo, le décalage, la mise à l'échelle de la sortie et les seuils d'alarme sont entrés.
3. Le réglage de la direction en cas de panne afin qu'un écho perdu se dirige vers un niveau élevé - le système de remplissage s'arrête plutôt que de se surcharger - après avoir confirmé que cela correspondait à la philosophie de contrôle du site.
4. La purge d'air ajustée au débit minimum qui maintient l'antenne propre - l'excès de purge gaspille l'air de l'instrument et peut refroidir l'antenne, favorisant la condensation de la poussière humide sur le visage.
5. Lecture radar comparée à une vérification au plomb-bob ou à la cellule de pesage à un ou deux niveaux; écarts enregistrés.
6. Note de suivi: après les premiers remplissages, lorsque la charge de poussière est la plus élevée, réviser la courbe d'écho pour confirmer que l'instrument voit toujours la vraie surface.

10Ce que la courbe d'écho a montré

Les premiers remplissages constituent le véritable test: au début du remplissage, le nuage de poussière s'est accumulé exactement comme prévu, et le signal de 26 GHz a continué à suivre la montée du matériau.L'examen de la courbe d'écho après les premiers remplissages a confirmé que l'écho de surface était présent et stable.La purge d'air a maintenu l'antenne propre; la lecture n'a pas dérivé avec l'accumulation.Les interventions de câbles collés ont cessé parce qu'il n'y avait pas de câbleLa salle de contrôle a acquis une visibilité continue du niveau sur les silos qui ont été précédemment mesurés selon un calendrier.la conclusion de mise en service était que la mesure était continue et que les modes de défaillance antérieurs étaient éliminés par conception.

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Xi'an Qinwei Instrument Factory (marque QINWEIYB) est un fabricant créé en 2010 spécialisé dans les instruments d'automatisation industrielle,avec 500-800 employés et 50% à 60% de la production exportée dans le monde entierPour les silos de poudre, Qinwei fournit des radars à impulsions de 26 GHz avec des connexions de purification de l'air et des boîtiers Ex-rated pour les zones dangereuses de poussière telles que le stockage du charbon.Tous les instruments sont calibrés en usine avec des certificats traçables; MOQ commence à partir de 1 jeu, la livraison est de 5 à 8 jours ouvrables, et la personnalisation OEM/ODM est prise en charge.

12. Valeur: Disponibilité, pas exactitude

La valeur du radar sur les silos de poudre est plus la disponibilité que la précision.nettoyage requis - et fonctionnement d'un silo vide ou bloquéL'enlèvement du plomb-bob élimine la tâche de maintenance la plus risquée du silo: l'escalade et la récupération manuelle.Chaque élément de la solution remonte à un mode de défaillance de l'installation précédente: 26 GHz parce que 80 GHz perdrait l'écho dans la poussière, purge de l'air parce qu'une antenne non nettoyée recréerait le problème de l'accumulation de la sonde de capacité,non-contact parce que le câble du plomb-bob était la défaillance originaleCette traçabilité rend le design défendable.

13Applications qui suivent la même logique

La même configuration s'applique au ciment, à la farine brute, au charbon pulvérisé, aux cendres volantes, au plâtre, au calcaire, au sable et aux granulés plastiques dans les silos et les bacs.5) ou de très hauts silosPour le charbon et les autres poussières explosibles, la cote Ex doit correspondre à la classification de zone,et la purge d'air doit être reliée au système de remplissage lorsque la procédure du site l'exige.. Lors de la demande d'un devis pour le niveau du silo, indiquer la hauteur et le diamètre du silo, la densité du produit et de la masse, les détails de la buse ou du tuyau d'arrêt, et indiquer si la zone est classée pour les explosions de poussière,et l'interface de sortie requise.