在线称重仪的应用

    1　引　言

    在大型化工、化纤、冶金、建材等行业都会遇到一些固体物料的计量问题。对于一般的固体料位的测量,只要其界面不过度散射,用雷达、超声波都是比较简单易行的测量手段。但是对于采用气体输送的粉料料仓,由于输送气流的影响,使得其界面不够清晰,飞扬的粉尘又干扰波的传输,导致雷达、超声波无法取得满意的效果。实际生产中,为了准确了解仓内物料的储存情况,多采用在线称重仪进行测量。称重仪本身的测量精度很高,但是实际使用中,往往受很多因素的干扰,使系统精度距仪表精度相去甚远。

    2　在线称重仪的测量原理和构成

    在线称重仪一般由称重模块、接线盒、变送器三部分组成。

     称重模块是在线称重仪的关键部件,利用压力应变原理检测所受重力。当作用在称重模块上的力发生变化时,刻在应变元件上的电阻丝随之产生弹性变化,从而导致电阻值相应变化,再利用慧斯通电桥将电阻变化转化成与作用力相对应的毫伏信号传送出去。根据测量容器的质量、大小、形状不同,称重模块有多种形式可供选择,模块的测量范围从几公斤到几百吨甚至上千吨大小不等,因此,同一容器的测量方案可由不同数量、不同测量范围的称重模块的多种组合予以实现。模块的材质通常有合金钢和不锈钢两种。

    接线盒的作用比较简单,主要是把多个称重模块的信号汇总、处理后传送出去,一般人认为是测量值相加,其实是取平均值。接线盒一般放置在现场,根据现场的环境要求有不同的防护、防爆等级可供选择。

    变送器的作用是将接线盒传送来的毫伏信号换算为相对应的质量信号进行显示,或转化为标准信号传送给第3方设备进行监视、控制,如DCS或PLC等。变送器一般分为现场变送器和控制室变送器两种。当然,根据使用场合的不同会有不同的防护、防爆等级,输出信号也有普通0/4~20 mA,HART,FF,RS 232,RS 485等多种选择。

    3　在线称重仪的应用

    在线称重仪由于其特殊的测量原理而不直接接触介质,不受介质温度、黏度、结晶、腐蚀、有毒、状态等特性的影响,也不受容器压力、材质、壁厚、形状等的制约。

    PTA(精对苯二甲酸)装置中PTA料仓的料位(质量)测量,如图1所示。PTA装置中PTA料仓一般为立式,PTA物料呈白色粉末状,通常采用氮气输送,由料仓顶部进料,底部出料,底部一般都配有PTA称量打包设备或装槽车设施。物料温度通常在90~100℃,压力略高于大气压。料仓材质为不锈钢,容积一般都在几千立方米,毛重通常为几千吨。由于介质为粉料,上进下出,进出的量和状态不断变化,因此物位的界面往往呈现不同的状态,另外由于采用气体输送,料仓内的粉料呈飞扬状态,用超声波、雷达等测量效果均不理想。如果仅粗略了解料位情况,可通过音叉、振动棒或旋翼式料位开关,大概了解物料的堆积高度。如果需精确了解仓内的储存情况,根据工程的实际使用经验,用在线称重仪是目前比较实用、稳定,又较为准确的测量手段。由于料仓较大,通常采用8个称重模块,通过现场的接线盒,将8个信号平均后送至控制室的变送器,再通过变送器将信号转换为4~20 mA,送至控制系统显示、计量。