Помогите найти датчик уровня сыпучих веществ

[pt200]

Если взять ультразвуковой дальномер

не стоит забывать про броуновское движение. Тепло из камеры излучением приведёт таки и к перемещению воздуха в той трубе.
Да и граница раздела областей с разной температурой вполне может дать ложное отражение.

А удастся ли скомпенсировать изменение скорости звука от: ?
1) температуры( а в данном случае еще и градиент в звуководе добавляется!)
2) типа/состава среды
3) давления

[qgs]

Всем привет.
Возникла серьезная проблема.
Взялся делать автоматику на пиролитеческий реактор.
Реактор упрощенно представляет собой вертикальную трубу и предназначен для газификации дробленых комунальных отходов.
В трубе есть некоторый слой сырья которое газифицируется. Температура в точке измерения уровня 400 градусов. Среда весьма агресивна в том числе содержит соединения хлора и серы равно как и свободный хлор и сернистый газ, в добавок ко всему водяной пар. Обычные термопары в нержавеющей оболочке съедает на ура, к счастью они необходимы только на стадии разработки технологии да и есть керамические.
Реактор запустили. Работает как часы, газоочистку запустили, тоже работает как часы.
Осталась одна проблема мерять уровень загрузки реактора. Сырьё в реактор подается либо непрерывно, либо с перерывами шнековым конвейером. Так сконструирован реактор что можно хоть так, хоть так.
Ставить реактор на тензометры смысла нет, пробовали.
Мужики подскажите чем померять уровень. К рассмотрению пригодны любые варианты.

В порядке бредовой идеи
Помнится лет эдак 30 назад пришлось делать устройство защиты футеровки высокотемпературной печи от разрушения струей воды, пара... Тогда решение было таким: по высоте наружной стенки агрегата поставил несколько пьезомикрофонов, с которых снимались сигналы. Далее, поступившие сигналы фильтровались(вырезалась широкая ненужная часть спектра сигнала. Характерная узкая полоса была заранее, в серии экспериментов опытным путем, определена и проанализирована) а сигнал из оставшейся узенькой полосы характерной для момента предначала разрушения стенки подавался на узкополосные усилители, компараторы и выдавалась результирующая команда в случае превышения определенного уровня сигнала. В ту пору, на аналоговой аппаратуре это было сделать чрезвычайно сложно, громоздко, но все работало на ура. Даже один мой хитрый знакомец вставил эту работу в свою кандидатскую . Но теперь, благодаря микроконтроллерам эту задачу решить довольно просто.

[Alex9797]

Реактор упрощенно представляет собой вертикальную трубу

Среда весьма агресивна в том числе содержит соединения хлора и серы равно как и свободный хлор и сернистый газ, в добавок ко всему водяной пар. Обычные термопары в нержавеющей оболочке съедает на ура

А из чего тогда сделана сама труба реактора? Какие материалы смогут продержаться в этой среде? И кстати, из какого материала будет изготовлена "трамбовалка"?

[Alex9797]

Возникла такая идея умалишенного
Если взять ультразвуковой дальномер (они дешевые и весьма компактные) и сделать трубу по типу волновода. Чтоб датчик вынести за горячую зону, в крышке реактора прорезать отверстие и приварить фланец на который монтировать этот типа волновод. Этот волновод согнуть под 90 градусов и в месте изгиба поставить отражатель под 45 градусов. Это для того чтоб дальномер вынести в бок, что необходимо. По идее столб воздуха в волноводе будет служить подпором и не позволит газам и температуре сильно беду делать.

Таким датчиком я измерял уровень сыпучего материала. Температура и агрессивность среды была сопоставима с Вашими условиями. Датчик вполне успешно справлялся. Ваша идея не бредовая. Но вот конструкция "волновода" слишком мудреная. Настолько, что парализует работу датчика. Любые, даже очень маленькие выступы на стенках "волновода" будут давать довольно сильный отраженный сигнал. Достаточный для ложного срабатывания датчика. Даже если стенки будут очень гладкими, но при этом очень длинными, сигнал из-за многократного отражения от стенок размажется настолько, что датчик не будет работать. А о повороте на 90 градусов, да еще с зеркалом - и речи не может быть.

Я ставил датчик так же, как Вы описывали в начале - вырезал отверстие в верхней крышке бункера, вварил фланец. Диаметр трубы взял порядка 50мм, чтобы края не попадали в угол излучаемой волны. Длина трубы небольшая, насколько помню - порядка 100...150мм между краем трубы и торцом излучателя. Это было определено экспериментально. Конечно, первые опыты начинались с длиной трубы полметра - "чтобы агрессивная среда не съела датчик" Но датчик не работал, потому что отраженный сигнал от стенок трубы парализовал датчик. Пришлось уменьшать длину, пока не дошли до 150мм.
Когда начались испытания в реальных условиях, то вылез еще один неприятный момент. Труба с датчиком водоохлаждаемая. А в составе газовой смеси присутствовал и водяной пар. И он конденсировался на внутренней стенке трубы. Кто бы мог подумать, что капелька конденсата способна на такую пакость?
Чтобы защититься от этого, пришлось вдувать в трубу сухой воздух, из магистрали со сжатым воздухом. Только расход этого воздуха должен быть очень малым, буквально как мертвый дышит. Потому что струя воздуха внутри трубы тоже отражала сигнал...
В общем, все эти проблемы все же были преодолены, и датчик работал.

П.С. Вот только насчет "дешевизны" таких датчиков - я бы возразил. Наш был дорогущий!

[mike-y-k]

7Fantomas7, излучатель и приёмник УЗ (тут лучше их раздельно ставить) и применимо к заявленным условиям (покрытие и охлаждение) в цене получается весьма космическими.

Поскольку для процесса таки не важна высокая точность, а только поддержание некоторого диапазона уровней - может просто наделать фланцев с стержнями из кварцевого стекла на оси и охлаждением для контроля оптическими датчиками в нескольких поясах по высоте колонны? На внутреннем торце даже форсунку для отмывки окна можно поставить.

[Alex9797]

Кстати, а как насчет давления внутри этой адской установки? Избыточное давление есть? Сколько?

[7Fantomas7]

А удастся ли скомпенсировать изменение скорости звука от: ?
1) температуры( а в данном случае еще и градиент в звуководе добавляется!)
2) типа/состава среды
3) давления

Нет. Не удастся равно как возникающие проблемы с волноводом

Alex9797
Но вот конструкция "волновода" слишком мудреная. Настолько, что парализует работу датчика.

Я грешным делом думал на метр в сторону от реактора вынести чтоб поднимающееся тепло не нагревало.
Доводы в совокупности более чем железные.
Идею с ультрозвуковым датчиком хороним.

А из чего тогда сделана сама труба реактора?

Термо и химически стойкая нержавейка. В промышленном образце будет внутри футеровка. Я против футеровки. Директор хочет футеровку.

Какие материалы смогут продержаться в этой среде?

Эта дивная нержавейка. Марку и тип не знаю. Не интерисовался. Механиков проблемма.

И кстати, из какого материала будет изготовлена "трамбовалка"?

Шток из дивной нержавейки. Набалдашник на конце либо нержавейка либо керамика.

mike-y-k
может просто наделать фланцев с стержнями из кварцевого стекла

Замудрено слишком.
Проще за $4000 вставить датчик микроволновый для измерения уровня в доменной печи. Я именно с этого датчика идею с волноводом слизал. Только радиоволны они радиоволны, а звук он звук.

Избыточное давление есть?

Есть. Мизерное. Им можно пренебреч.

[Федя-Инженер]

Были у меня на буровой радиолокационные уровнемеры. Тип, частоту не помню. Вот что помню:
Назначение - измерение уровня жидких, сыпучих, пищевых и непищевых материалов. Примеры - нефть, бензин, молоко, зерно. У нас измерялись уровни бурового раствора в емкостях. Может комплектоваться фторопластовый линзой. Диапазон 0,3...15м. Взрывазащищенное исполнение. Питание 24В, выходы 0...10В, 4...20мА, RS-485. Программируемый адрес позволяет включать 256шт.на один интерфейс. Цена была (лет 10 тому) 100т.р., линза 10т.р. Работали, можно сказать, безупречно.

[Федя-Инженер]

Вот они (вспомнил).