振动棒料位开关的应用

摘 要：振动棒料位开关是一种新型的料位开关，在实际应用中正确地安装是影响振动棒料位开关正常工作的关键。通过对工艺散料及粉料的典型特性的介绍，以及对振动棒料位开关工作原理的了解，说明了在实际应用中正确安装时应注意的问题，从而保护了振动棒料位开关，避免了振动棒料位开关可靠动作的额外影响，达到对散料及粉料监控的目的。 关键词：振动棒料位开关；原理；安装 　　当今石油化工行业当中，各种料位开关（也称料位控制器）的使用已经越来越广泛，而且在自动控制中起着十分重要的作用。料位开关的种类繁多，根据它们检测料位的方式不同，可大体分为静电电容式、振动式、超声波式，机械式，核辐射式，侧压式，电触点式等，而且它们工作的原理也各不相同。根据工艺介质的特性，正确选择和使用料位开关，是保证料位开关正常可靠工作的关键。在目前已设计的白银甘藏公司10Kt/a红矾钠工程当中，针对铬矿、白云石、石灰石、窑灰和纯碱这些粉料和散料的监控，我们选用了不少振动棒料位开关。 1、工艺粉料介质的特性 　　在国内的许多红矾钠工程当中，会有铬矿、白云石、石灰石、窑灰和纯碱等物料的破碎系统和输送系统，其主要的工艺介质是铬矿、白云石、石灰石、窑灰和纯碱，这些物料特性是粉料和散料。通常粉料或散料有下面一些特性： ⑴　安息角：连续供给粉料使之堆成圆锥形堆时，圆锥的母线与底面所成角为安息角。反映了无粘附性的表面摩擦性能。安息角的大小影响到料位开关的安装位置。 ⑵　容积密度：单位体积粉料的质量。它影响到料位开关的灵敏度。 ⑶　死角：料位放料时，侧壁下部可能会有存料卸不出，该区域称为死角。安装料位开关时应避开死角，以免发生误动作。 ⑷　桥：料斗放料时，仅放料口处的料放出，上面的料没有下移而架成桥。桥对放料和料位检测危害很大。 ⑸　流动性；如粉体流动性好，则不易产生死角和桥。 ⑹　粉体压力 ⑺　含水率 ⑻　静电；可能使电子回路产生误动作。 ⑼　粒度：粉体颗粒太大会打坏探头。 ⑽　腐蚀性。 ⑾　可燃性或爆炸性。 2、振动棒料位开关的原理和应用 　　这种料位开关与电容式料位开关原理不同。电容式料位开关的工作原理是探头与料仓壁作为两相对极板组成一个完整的电容器，其上被施以高频静电场，基于静态电容放电回路的工作特性，当探头端部位于介电常数ξr=1的大气中时，电容放电回路的放电常数τ=R·CA,其中R为回路阻抗，CA为电容器之容抗，当介电常数大于2.0的物料进入探头周围的高频电场区时，容抗CA 增大，时间常数亦随之增大，当上述时间常数的变化量进行取值处理后，内部的电子开关系统将根据开关的具体报警模式被触发报警，可对固体散料进行限位探测。振动棒料位开关的主要构件是一块集成电子元件和一根检测单棒探杆，探杆由内杆和外杆组成，接通电源后会以350HZ的振动频率振动，并且达到振动平衡当外杆接触到粉料或散料时，振动平衡被打破，电子线路板上的惠斯通电桥的平衡也被打破，通过电子元件触动继电器发出开关量信号。 　　其信号电路构成原理图如图一： 　　当外杆接触到粉料或散料时，振动频率f、惠斯通电桥输出电压U0和继电器开关量输出U1变化分别如图二： 3、振动棒料位开关的安装和保护 　　根据粉料的一些特性和振动棒料位开关的特点，为了使外杆的振动能在正常的情况下动作，必须防止额外影响振动棒的振动。在实际的应用中，安装问题正是影响振动棒料位开关正常动作的关键。在白银10Kt/a红矾钠磨粉和配料工段中，铬矿仓、白云石仓、石灰石仓、窑灰仓和纯碱仓等都是圆形的粉仓，下面是圆锥形，料位开关安装在圆锥体部分和料仓的顶部。总体上考虑时，安装应避开死角、桥、投料口和安息角。所以对于顶部垂直安装的料位开关，只要将安装的部位避开进料口和其他的管道和设备就可以了。对于在圆锥体的部分的料位开关的安装就要注意如图三的安装方式： 　　对于A图的安装方式由于没有必要的保护措施，就会发生C图的情况，粉料或固体散料就会砸在振动棒的上面，导致继电器输出错误的开关量，发生误报警动作。对于B图的安装方式，由于引出管太长，致使物料堆积在引出管的里面，防碍振动棒的振动，也会导致继电器输出错误的开关量，发生误报警动作。正确的安装方式应该如上面的D图所示，在振动棒的正上方固定一挡板，以防止物料砸在振动棒的上面，当物料位到达振动棒时，振动减弱，平衡被打破，继电器输出正确的开关量，就会在控制室中报警，当物料低于振动棒时，继电器的输出又恢复到原来的状态，控制室报警解除，达到了控制和监视的目的。 　　另外，振动棒振动频率的稳定，也会对输出产生一定的影响。对于交流电的电压允许有一定的波动范围，它们是+10%到-15%之间的波动，对于直流电是+10%到-10%之间的波动。 4、结束语 　　由于振动棒料位开关的探头、灵敏自清洁功能、单棒结构、抛光度可调以及带LED指示继电器状态等，因此它在测量粉料和散装固料的料位问题中有着广泛的应用。为了能使振动棒料位开关可靠地工作，必须考虑各种因素，做到选型合理，安装位置合适，配线及接地正确。通过对它的原理和安装方面的知识的了解，会在它的实际应用中更加得心应手。 [参考文献] [1] 徐士信.料位控制器的选用.炼油化工自动化，1988，2:18～21。