水泥生產(chǎn)中的原料、半成品、成品均為粒塊狀或粉狀固體物料,對其進(jìn)行料位測量的場(chǎng)合很多,除生料、煤粉、水泥、混合材庫外,篦冷機下料、立窯的卸料等工藝環(huán)節都有應用。
隨著(zhù)水泥生產(chǎn)自動(dòng)化水平和控制系統可靠性要求的提高,料位測量控制的作用日益突出。按生產(chǎn)工藝要求,料位測量裝置有2類(lèi):
一是極限料位檢測,即料位開(kāi)關(guān),一般有上、下限2個(gè)檢測點(diǎn)。一旦料面達到預先設定的料位,即發(fā)出控制信號,使喂料或卸料設備進(jìn)行相應的動(dòng)作。
二是連續料位測量,有定時(shí)測定和需要時(shí)進(jìn)行測定2種工作方式,用于較精確掌握料面高度的場(chǎng)合。
有時(shí)為較好滿(mǎn)足工藝要求,在一個(gè)料庫上既設置連續測量的料位計又配置固定高度的料位開(kāi)關(guān),即2種料位計各司其職互相補充。實(shí)際采用的料位計種類(lèi)很多必須針對不同工藝物料要求、不同料庫選用不同的料位計。

1、 電容式料位計原理是插入料倉中的電極與料倉壁之間構成電容器,當倉內物料料位變化引起電容量的變化時(shí),通過(guò)轉換電路得到相應的控制信號。
因為電容量是連續變化的,因此該料位計可以用作連續式料位測量,也可用作料位開(kāi)關(guān),作為報警或喂料、卸料設備的輸入信號。該料位計有造價(jià)低、無(wú)機械磨損、安裝和維修方便等特點(diǎn)。傳統的方式是通過(guò)調頻振蕩電路實(shí)現電容量到頻率的轉換,又經(jīng)限幅放大及鑒頻器的線(xiàn)性化,得到相應的電壓或電流信號。若使用一段時(shí)間后電極(探頭)上粘有物料,則往往會(huì )導致控制器誤動(dòng)作,現已由傳統的檢測電容量發(fā)展為檢測探頭與倉壁間導納的方式。? ?
依據量程的大小和控制方式的不同,電極設計成桿(棒)式或鋼纜(重型鋼纜)式,可應用于各種料倉?,F在的新型產(chǎn)品為全密封一體化安裝結構,采用射頻振蕩器和數字集成電路,無(wú)運動(dòng)機械部件,“數字標定技術(shù)”使得用戶(hù)可以在空倉的狀態(tài)下一次完成標定,功能齊全、性能可靠、控制及時(shí)、顯示直觀(guān)。

2、阻旋式料位計是一種料位開(kāi)關(guān)。它也有不同的檢測控制方式,如某產(chǎn)品的基本原理是同步微電動(dòng)機經(jīng)減速后,帶動(dòng)檢測葉片以2.5~5r/min的轉速旋轉,當被測物料的料位上升使葉片的轉動(dòng)受到阻礙時(shí),檢測機構便圍繞主軸產(chǎn)生旋轉位移。此位移首先使一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作,發(fā)出有料位信號。
隨后另一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作,切斷電動(dòng)機電源使其停轉。只要此料位不變這種狀態(tài)便一直保持下去。當料位下降至葉片失去阻擋時(shí),檢測機構便依靠彈簧拉力使其恢復原始狀態(tài)。一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)先動(dòng)作,接通電動(dòng)機電源使其旋轉,隨后另一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作發(fā)出無(wú)料信號,只要沒(méi)有物料阻擋檢測葉片的轉動(dòng),此種狀態(tài)也將一直保持下去。為防止使用中物料的沖擊,庫側安裝時(shí)應在檢測葉片上方的料倉內壁上方安裝防護板;如采用加長(cháng)軸頂置垂直安裝時(shí),則應在軸套外安裝保護套筒。
此種料位開(kāi)關(guān)結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護方便多用作粉狀物料料倉的料滿(mǎn)開(kāi)關(guān),但不適合高溫下工作。
3、γ射線(xiàn)料位計常用作料位開(kāi)關(guān)。工作原理是在料庫的一側設置同位素源在另一側設置探測器同位素源向探測器定向發(fā)射γ射線(xiàn)若庫內料面低于它探測器檢測得出料空信號;若庫內料面高于它則物料遮擋、吸收γ射線(xiàn)探測器檢測得出料滿(mǎn)信號。依據料倉的形狀和工藝要求,γ射線(xiàn)料位計可安裝在不同的位置。它是非接觸式測量,常用于工作環(huán)境惡劣的大型混凝土料庫,如水泥熟料庫。此時(shí),要求所用的同位素源強常用Co60源源強達50~100mCi。γ射線(xiàn)料位計還廣泛用在立窯的卸料料封控制上。γ射線(xiàn)被管中的熟料所吸收探測器發(fā)出料滿(mǎn)信號啟動(dòng)下面的卸料電振機。此時(shí)γ射線(xiàn)料位計的同位素源常用源強較低的且半衰期很長(cháng)的Cs137源。

4 、雷達料位計90年代末期,在過(guò)程檢測領(lǐng)域出現了高性能、低價(jià)格的微波物位計即雷達料位計,所謂微波是電磁波,其頻率范圍為300MHz~300GHz微波的傳播速度為3×108m/s如設頻率為5.8GHz在大氣中波長(cháng)約為52mm,其穿透力強,傳播速度不受粉塵、蒸汽及介質(zhì)組分的影響,傳播衰減也很??;對被測固體物料除要求其介電常數ε>1.8外,物料的溫度、壓力、密度等幾乎不影響對其準確的測量;現有雷達料位計在天線(xiàn)設計和形狀確保了接受回波的能量;另外現場(chǎng)調試也十分簡(jiǎn)單,通過(guò)專(zhuān)用的軟件,能把正確的回波迅速找到,并立即換算為物位值。
由于比超聲料位計有其更卓越的性能,近幾年來(lái),雷達料位計迅速、大量進(jìn)入了過(guò)程檢測儀表的市場(chǎng),在各行業(yè)普遍使用。在水泥行業(yè)也幾乎由雷達料位計統占物位測量的領(lǐng)域,據統計近幾年來(lái)新設計的大型水泥廠(chǎng)和粉磨站的各類(lèi)庫和倉近90%采用了各種類(lèi)型的雷達料位計。