SN61.XXAGHKNAX/VEGA: Ein Chargentank, der Fehlfunktionen von Ultraschall-Füllstandmessgeräten verhindert

I. Designziele

• Kernanforderung: Durch die Optimierung der Struktur und die Schutzgestaltung die Probleme der Ultraschallpegelmessgeräte zu lösen, die unter komplexen Arbeitsbedingungen anfällig für Störungen und ungenaue Messungen sind.
• Anwendbare Szenarien: Batchprozesse mit hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Überwachung des Niveaus, wie Lebensmittelverarbeitung und chemische Produktion.

II. Schlüsselmodule für die Konstruktion

1. Antimistörungskonstruktion

• Neigungs-Tankkörper
  • Konstruktionsprinzip: Die Seitenwand des Behälters bildet einen Winkel von 5°-10° mit der horizontalen Ebene, um die Störung der Ultraschallsignale durch Flüssigkeitsschwankungen zu verringern.
  • Durchführung: Der Tankboden hat eine kegelförmige Struktur, kombiniert mit einem Leitrohr, um den Flüssigkeitsstand zu kontrollieren und Luftentzüge zu vermeiden, die Schaum bilden.
• Installation von Wellenleitungen
  • Funktion: Unter der Sonde ist ein vertikaler Wellenleitrohr (Durchmesser ≥ 50 mm) installiert, der die vertikale Emission von Ultraschallwellen steuert und die Signaldämpfung verringert.
  • Materialwahl: 316L Edelstahl oder PVDF (Polyvinylidenfluorid), das korrosionsbeständig und eine starke Signaldurchdringung aufweist.
• Einrichtung nach Flanschart
  • Spezifikation: Die Sonde wird durch einen Flansch senkrecht an der Tankoberfläche befestigt, mit einer Senkrechtsunterschiedlichkeit von der Flüssigkeitsoberfläche ≤ 1° und einem Abstand von der Tankwand ≥ 30 cm.
  • Blinde Zone: Eine Blinde Zone von ≥ 50 cm ist entsprechend dem Messbereich reserviert, um zu verhindern, dass die Sonde in Flüssigkeit eingetaucht wird.

2. Anti-Schaum- und Defoaming-System

• Konstante Temperaturkontrolle
  • Struktur: Der Tankkörper hat eine doppelte Verkleidung mit eingebauten elektrischen Heizfilmen und Temperatursensoren zur Aufrechterhaltung einer stabilen Flüssigkeitstemperatur (± 1 °C).
  • Prinzip: Temperaturschwankungen von ≤ 2°C können die Migration von oberflächenaktiven Stoffen und die Schaumbildung verringern.
• Defoaming-Gerät
  • Mechanische Schaumentfernung: Auf dem Tankoberfläche ist ein rotierender Schaumentferner mit einer Drehgeschwindigkeit von 50-100 Rpm installiert, um Schaum auf der Flüssigkeitsoberfläche zu zerlegen.
  • Chemische Entschäumung: Ein Entschäumer-Injektionsanschluss ist reserviert, um automatisches Tropfen zu unterstützen (z. B. Silikon-Desschäumer, Dosierung 0,1-0,5 ppm).
• Optimierung der Durchflussrate
  • Ein tangentieller Zuführungsanschluss wird verwendet, um den Einfluss von Flüssigkeiten zu reduzieren. Der Rohrdurchmesser beträgt DN25-DN50 und die Durchflussgeschwindigkeit beträgt ≤ 1,5 m/s.
  • Flüssigkeitsspiegelregelung: Die Durchflussrate wird durch eine variable Frequenzpumpe eingestellt, um starke Fluktuationen des Flüssigkeitsniveaus zu vermeiden.

3. Schutz- und Kalibriersystem

• Schutzgestaltung
  • Schutzdeckel: IP68 wasserdicht und staubdicht mit eingebautem Trocknungsmittel zur Verhinderung des Eintritts von Feuchtigkeit.
  • Elektromagnetische Abschirmung: Die Außenfläche des Tanks wird mit einer leitfähigen Beschichtung besprüht, um elektromagnetische Störungen (z. B. von Frequenzwandlern, Motoren usw.) zu reduzieren.
• Automatische Kalibrierfunktion
  • Temperaturkompensation: Ein eingebauter Temperatursensor zur Echtzeitkorrektur der Schallgeschwindigkeit (Schallgeschwindigkeit = 331,5 + 0,6 × Temperatur).
  • Nullkalibrierung: Standardflüssigkeit (z. B. Wasser) wird automatisch eingespritzt, um den Bereich vor der täglichen Produktion zu kalibrieren, und ein Alarm wird ausgelöst, wenn der Fehler 5% übersteigt.
• Fehler Frühwarnsystem
  • Überwachungsparameter: Signalstärke, Echoqualität, Temperatur, Stromausgang.
  • Frühwarnmechanismus: Wechseln Sie zu einem Backup-Level-Meter, wenn die Daten abnormal sind, und leiten Sie die Wartung über die HMI-Schnittstelle vor.

III. Spezifikationen für Material und Anlage

• Auswahl des Materials
  • Allgemeine Szenarien: Der Tankkörper besteht aus 304 Edelstahl und der Versiegelungsring aus Silikon.
  • Chemische Szenarien: Der Tankkörper ist mit PTFE (Polytetrafluorethylen) ausgekleidet und das Sondenmaterial ist PVDF.
• Spezifikationen für die Installation
  • Vertikale Kalibrierung: Verwenden Sie eine Laserebene, um sicherzustellen, dass die Sonde senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche ist.
  • Anforderung an die Erdung: Der Erdungswiderstand des Tankkörpers ≤ 4Ω zur Verhinderung elektrostatischer Störungen.
  • Leitungsschutz: Die Signalleitungen verwenden abgeschirmte verdrehte Paare, die in getrennten Rohren gelegt werden und vermeiden, dass sie parallel zu Stromleitungen liegen.

IV. Auswirkungen der Durchführung

• Messgenauigkeit: Fehler des Flüssigkeitsniveaus ≤ ±5 mm; stabiler Betrieb auch bei einer Schaumbedeckung von mehr als 40%.
• Ausfallquote: Die Störungssicherung reduziert die Fehlfunktion des Höhenmessers um mehr als 80%.
• Wartungszyklus: Die Entschäumungsvorrichtung wird alle 3 Monate gereinigt, und der Höhenmesser wird alle 6 Monate kalibriert.

V. Anträge

• Ein Sirup-Batchbehälter in einer Lebensmittelfabrik: Nach der Einführung des geneigten Behälterkörpers + Wellenleitrohrkonzepts wurde der Messfehler durch Flüssigkeitsspannungsschwankungen von ±20 mm auf ±3 mm reduziert.
• Ein Säure-Flüssigkeits-Batteriebehälter in einer chemischen Anlage: Mit PVDF-Sonden und konstante Temperaturkontrolle arbeitete er 12 Monate lang kontinuierlich in einer stark ätzenden Umgebung.