水泥廠行業(yè)常用的料位計(jì)
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(duì)其進(jìn)行料位測(cè)量的場(chǎng)合很多，除生料、煤粉、水泥、混合材庫(kù)外，篦冷機(jī)下料、立窯的卸料等工藝環(huán)節(jié)都有應(yīng)用。隨著水泥生產(chǎn)自動(dòng)化水平和控制系統(tǒng)可靠性要求的提高，料位測(cè)量控制的作用日益突出。按生產(chǎn)工藝要求，料位測(cè)量裝置有2類(lèi)，一是極限料位檢測(cè)，即料位開(kāi)關(guān)，一般有上、下限2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。一旦料面達(dá)到預(yù)先設(shè)定的料位，即發(fā)出控制信號(hào)，使給料或卸料設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。二是連續(xù)料位測(cè)量，有定時(shí)測(cè)定和需要時(shí)進(jìn)行測(cè)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(kù)上既設(shè)置連續(xù)測(cè)量的料位計(jì)，又配置固定高度的料位開(kāi)關(guān)，即2種料位計(jì)各司其職，互相補(bǔ)充。實(shí)際采用的料位計(jì)種類(lèi)很多，必須針對(duì)不同工藝物料要求、不同料庫(kù)，選用不同的料位計(jì)。
1 電容式物位
電容式物位變送器是利用電容量的變化來(lái)測(cè)量容器內(nèi)介質(zhì)物位的測(cè)量?jī)x表，可直接輸出4...20m A電流信號(hào)，是一種兩線制物位變送器，它主要用于容器中導(dǎo)電或非導(dǎo)電液體、固體塊狀、粉狀、細(xì)粒狀或卵石狀）的物位測(cè)量。在容器內(nèi)由電容式物位變送器電極和導(dǎo)電材料制造的容器壁構(gòu)成了一個(gè)電容。對(duì)于一個(gè)給定的電極，被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)不變時(shí)，給電極加一個(gè)固定頻率的測(cè)量電壓，則流過(guò)電容的電流取決于電容電極間介質(zhì)的高度，并與之成比例因此對(duì)基于電容量改變來(lái)進(jìn)行物位測(cè)量的一個(gè)基本要求是被測(cè)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)（被測(cè)介質(zhì)與空氣的介電常數(shù)之比）在測(cè)量過(guò)程中不應(yīng)變化。依據(jù)量程的大小和控制方式的不同，電極設(shè)計(jì)成桿(棒)式或鋼纜(重型鋼纜)式，可應(yīng)用于各種料倉(cāng)?，F(xiàn)在的新型產(chǎn)品為全密封一體化安裝結(jié)構(gòu)，采用射頻振蕩器和數(shù)字集成電路，無(wú)運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件，“數(shù)字標(biāo)定技術(shù)”使得用戶(hù)可以在空倉(cāng)的狀態(tài)下一次完成標(biāo)定，功能齊全、性能可靠、控制及時(shí)、顯示直觀。
安裝此類(lèi)料位計(jì)時(shí)應(yīng)注意選取合適的安裝點(diǎn)，避開(kāi)下料口；注意信號(hào)線的 和接地，防止干擾。但倉(cāng)內(nèi)物料溫度、濕度、運(yùn)動(dòng)速度的變化以及物料粘掛倉(cāng)壁和電極等因素的影響，引起電容介電常數(shù)的變化。因此，若用作連續(xù)料位檢測(cè)，其測(cè)量精度不高，通常用作料位開(kāi)關(guān)。必須定期檢查探頭和料位開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況并進(jìn)行校驗(yàn)。
2 阻旋式料位計(jì)
阻旋式料位計(jì)原理是一個(gè)小功率的電動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)槳葉在不接觸被測(cè)材料時(shí)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)受到被測(cè)材料的阻擋而停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，馬達(dá)將被迫旋至外殼內(nèi)。其上加載彈力并啟動(dòng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)負(fù)責(zé)切斷馬達(dá)電源，另一個(gè)控制電氣聯(lián)系及負(fù)責(zé)警報(bào)職能。當(dāng)被測(cè)材料高度下降時(shí)，加載的彈簧伸展、馬達(dá)返回它的原始位置并恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。為防止使用中物料的沖擊，庫(kù)側(cè)安裝時(shí)應(yīng)在檢測(cè)葉片上方的料倉(cāng)內(nèi)壁上方安裝防護(hù)板；如采用加長(zhǎng)軸頂置垂直安裝時(shí)，則應(yīng)在軸套外安裝保護(hù)套筒。此種料位開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，多用作粉狀物料料倉(cāng)的料滿(mǎn)開(kāi)關(guān)，適合高溫下工作。
阻旋式料位計(jì)
3 超聲波料位計(jì)
超聲波料位計(jì)是測(cè)量一個(gè)超聲波脈沖從發(fā)出到返回整個(gè)過(guò)程所需的時(shí)間。超聲波料位計(jì)垂直安裝在物體的表面，它向物面發(fā)出一個(gè)超聲波脈沖，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，超聲波料位計(jì)的傳感器接收到從料面反射回的信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)變送器電路的選擇和處理，根據(jù)超聲波發(fā)出和接收的時(shí)間差，計(jì)算出料面到傳感器的距離。物料表面的松散程度，對(duì)超聲波信號(hào)的衰減影響很大；若料倉(cāng)中彌漫料塵時(shí)，超聲波會(huì)被料塵吸收，從而使信號(hào)有所衰減，且粉料粘附在換能器表面等原因都嚴(yán)重影響料位測(cè)量的準(zhǔn)確性。因此，超聲波料位測(cè)量裝置適合塊狀物料的連續(xù)料位監(jiān)測(cè)。
為解決該類(lèi)儀器的不足，NIVELCO，通過(guò)采用新材料、新技術(shù)，提高了換能器發(fā)射強(qiáng)度，±0.2%精度，最大60米量程，5度聲束角，在塵霧中也有較好的穿透能力，多種傳感器材質(zhì)，內(nèi)置全量程溫度補(bǔ)償。超聲波料位計(jì)適合測(cè)量各類(lèi)粉狀、塊狀固體介質(zhì)的料位高度。
4 雷達(dá)料位計(jì)
雷達(dá)料位計(jì)工作原理利用回波測(cè)距原理，其喇叭狀或桿式天線向被測(cè)物料面發(fā)射微波，微波傳播到不同相對(duì)介電率的物料表面時(shí)被反射，并被天線接收。發(fā)射波和接收波的時(shí)間差與物料面和天線的間距成正比，測(cè)出傳播時(shí)間即可得知距離。一般有導(dǎo)波雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)2種。雷達(dá)料位計(jì)對(duì)液體、顆粒及漿料連續(xù)物位測(cè)量。測(cè)量不受介質(zhì)變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。雷達(dá)料位計(jì)的精度為5mm，量程60米，耐250度高溫、40公斤高壓，雷達(dá)料位計(jì)適用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。
5 重錘式料位計(jì)
重錘式料位計(jì)的智能電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)控制著系在不銹鋼鋼纜上的重錘向下降，重錘接觸介質(zhì)表面的瞬間停止下降，而后重錘式料位計(jì)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒅劐N收回。測(cè)量過(guò)程中，重錘式料位計(jì)通過(guò)專(zhuān)利的雙光學(xué)傳感器的精確計(jì)量，獲取料位信號(hào)，并將料位信號(hào)變送為4~20mA模擬量信號(hào)、RS485信號(hào)或脈沖信號(hào)輸出 
重錘式料位計(jì)
重錘料位計(jì)安裝、運(yùn)行注意事項(xiàng):
1)測(cè)量點(diǎn)的選擇:如料庫(kù)為中心進(jìn)料，探頭單元應(yīng)安裝在料庫(kù)半徑的1/2處，探頭與進(jìn)料口的水平距離要>1m，應(yīng)遠(yuǎn)離下料口。
2)由于測(cè)量重錘上升時(shí)有擺動(dòng)，故在重錘升降時(shí)以0.5m為半徑的圓柱空間內(nèi)應(yīng)無(wú)鋼筋等障礙物。
3)庫(kù)內(nèi)裝料時(shí)，不進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)檫M(jìn)料可能埋錘，易造成故障。
4)定時(shí)檢查清理探頭單元、鋼繩(帶)、測(cè)量錘等并定時(shí)校驗(yàn)控制器。
重錘式料位計(jì)，基本上不受庫(kù)內(nèi)溫度、濕度、粉塵的影響，計(jì)量精度較高，重錘式料位計(jì)專(zhuān)利的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)精確，優(yōu)異的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及重載鋼纜可以提供強(qiáng)大的抗拉伸能力。重錘式料位計(jì)的雙光學(xué)傳感器設(shè)計(jì)可以正確地判斷鋼纜狀態(tài)，無(wú)需采用可能造成卡澀的機(jī)械剎車(chē)裝置，專(zhuān)利的繞線裝置確保不會(huì)出現(xiàn)亂線、跳線問(wèn)題。
6 稱(chēng)重式料位計(jì)
稱(chēng)重式料位計(jì)是一種非接觸式料位計(jì)。在水泥生產(chǎn)工藝中的不同環(huán)節(jié)都可以應(yīng)用，它的基本原理是將料倉(cāng)(斗)整個(gè)浮空并置于幾支傳感器上，傳感器獲取倉(cāng)中料的質(zhì)量并傳送給控制器，控制料倉(cāng)的喂料或卸料操作，保持料倉(cāng)料位穩(wěn)定。由于它需要將整個(gè)料倉(cāng)浮空，所以適用于金屬料倉(cāng)。它既可作料位開(kāi)關(guān)也可用作連續(xù)料位計(jì)(計(jì)量精度較高可達(dá)1%)，常用在各種小型中間倉(cāng)。若作為連續(xù)料位計(jì)，常用作小型干法水泥窯的窯頭、分解爐的喂煤量的計(jì)量倉(cāng)和入窯生料量的計(jì)量、標(biāo)定倉(cāng)，解決了穩(wěn)定喂料(煤)問(wèn)題。還有用作輥壓機(jī)上方的穩(wěn)料中間倉(cāng)的料位檢測(cè)控制。也有用在包裝機(jī)回轉(zhuǎn)筒上方的緩沖倉(cāng)作限位開(kāi)關(guān)用，控制進(jìn)、卸料，以保持緩沖倉(cāng)內(nèi)的料位相對(duì)穩(wěn)定。
在某些計(jì)量設(shè)備，如沖量流量計(jì)、科里奧利秤、轉(zhuǎn)子秤等前的料倉(cāng)一般都設(shè)有壓力傳感器，一方面檢測(cè)倉(cāng)的料位，起到穩(wěn)流的作用，另一方面又能給其下游的這些計(jì)量設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，即通過(guò)相對(duì)靜態(tài)的料倉(cāng)減少量來(lái)標(biāo)定動(dòng)態(tài)的計(jì)量設(shè)備的精度。
7 膜片開(kāi)關(guān)
膜片開(kāi)關(guān)通過(guò)檢測(cè)由倉(cāng)內(nèi)的物料作用在傳感器上所產(chǎn)生的壓力來(lái)控制料位。該膜片開(kāi)關(guān)系統(tǒng)可以安裝在儲(chǔ)倉(cāng)的外壁。物料接觸膜片產(chǎn)生壓力，并通過(guò)監(jiān)視器內(nèi)部的電子線路部分將此壓力的變化轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。膜片開(kāi)關(guān)輸出可以連接到聲光報(bào)警器、P L C等設(shè)備上。當(dāng)物料下降離開(kāi)傳感器時(shí)，對(duì)膜片開(kāi)關(guān)的膜片壓力消失，開(kāi)關(guān)恢復(fù)原狀。 
膜片開(kāi)關(guān)
8 音叉式料位開(kāi)關(guān)
音叉式物位開(kāi)關(guān)的工作原理是通過(guò)安裝在音叉基座上的一對(duì)壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動(dòng)。當(dāng)音叉與被測(cè)介質(zhì)相接觸時(shí)，音叉的頻率和振幅將改變，這些變化由智能電路來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。若大顆粒物料堆積在兩極板間，會(huì)影響測(cè)量精度。因此該料位計(jì)較適合粉料和小顆粒料的測(cè)量。
音叉式料位開(kāi)關(guān)
9 生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題
眾多形式的料位計(jì)為料位檢測(cè)帶來(lái)了便利，但在實(shí)際使用中很難找到一種較為理想而又通用的料位計(jì)。生產(chǎn)中測(cè)量的對(duì)象很多，以料倉(cāng)為例，其大小、形狀、材質(zhì)差別很大，儲(chǔ)存物料的特性也不同，因此必須根據(jù)不同的料倉(cāng)特點(diǎn)來(lái)選擇合適的料位測(cè)量裝置。首先要明確所測(cè)的物料的特性，即粒料、粉料還是塊狀料，物料溫度的高低如何；其次要認(rèn)真考察所選儀器的檢測(cè)部分、控制部分的性能原理；要在實(shí)際中合理應(yīng)用，解決好信號(hào)的干擾等問(wèn)題。一般而言，電容式、阻旋式、音叉式、膜式多用于料位開(kāi)關(guān)使用；重錘式、雷達(dá)式、超聲波式多用于連續(xù)式料位檢測(cè)；而稱(chēng)重式則用于體積不大的金屬倉(cāng)的連續(xù)料位或限位檢測(cè)，主要用于下游計(jì)量設(shè)備的喂料穩(wěn)定和流量標(biāo)定。水泥生產(chǎn)線上各種料倉(cāng)(庫(kù))的工作環(huán)境都很惡劣，任何一種料位計(jì)都需要精心的維護(hù)、定期的校驗(yàn)才可能良好地運(yùn)行。如，重錘式料位計(jì)適用于水泥行業(yè)各種不同粒度的固體物料的測(cè)量和控制，所以除產(chǎn)品生產(chǎn)廠家要解決好鋼繩機(jī)械強(qiáng)度和控制儀表可靠性的問(wèn)題，還要求使用廠家要嚴(yán)格按規(guī)范操作，杜絕進(jìn)料時(shí)測(cè)量現(xiàn)象，以防沖擊錘頭，并定期校驗(yàn)維護(hù)。山東山鋁水泥有限公司在已投入運(yùn)行的3條生產(chǎn)線、在建的3條生產(chǎn)線及多個(gè)粉磨站中，其生料庫(kù)、熟料庫(kù)、水泥庫(kù)的料位檢測(cè)均采用重錘式料位計(jì)。為什么山東山鋁水泥有限公司對(duì)重錘式料位計(jì)這樣信任，而有些水泥廠家的重錘式料位計(jì)卻無(wú)法使用？除設(shè)備的質(zhì)量因素外，這也與山東山鋁水泥有限公司長(zhǎng)期使用一種產(chǎn)品，對(duì)其技術(shù)、性能有很多了解，對(duì)其使用、維護(hù)有較多經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。這個(gè)事例也說(shuō)明了料位計(jì)在使用過(guò)程中要精心維護(hù)、定期校驗(yàn)。
