SILVER AUTOMATION INSTRUMENTS
русский

Радарное измерение уровня 80G в зерновых силосах

Пример из практики: радарное измерение уровня 80G в зернохранилище — кукуруза и пшеница Применение: Хранение зерна (кукуруза/пшеница) | Изделие: Радарный уровнемер Silver Instruments SDRD87 80G | Диапазон измерения: 18,2 м

Быстрый ответ

Для измерения уровня зерна в силосе объемом 20,4 м³ были выбраны радарные уровнемеры Silver Instruments SDRD87 80G FMCW . Диапазон измерения 18,2 м, рабочая температура 40°C, влажность 70%, гранулированный материал с размером частиц 500–3000 мкм, насыпная плотность 720 кг/м³. Фланец DN100 PN16 SS316L, антенна из ПТФЭ, двухпроводной выход 4-20 мА / HART, взрывозащищенное соединение Ex dia T2~T6 Gb, сертификация ATEX. Бесконтактное измерение исключает износ датчика на абразивных поверхностях зерна.

1. История создания приложения

80G Radar level meter for Grain Silo Level Measurement

Оператор зернохранилища подал заявку на измерение уровня в силосе. В силосе поочередно хранятся кукуруза и пшеница. Общая высота силоса K составляет 20,4 м. Длина удлинительной трубы над крышей составляет 2,1 м (B). Таким образом, фактическая длина измерительного пролета H от торца фланца до пола силоса составляет 18,2 м.

Заказчик указал гранулированный материал с размером частиц от 500 до 3000 мкм и насыпной плотностью 720 кг/м³. Температура в резервуаре достигает 40°C. Влажность внутри силоса составляет 70%, что сразу исключает возможность использования ультразвуковых уровнемеров. Затухание ультразвука в воздухе с высокой влажностью и высокой запыленностью значительно, а ультразвуковые устройства часто теряют эхо на сухих поверхностях зерна с низкой акустической отражательной способностью.

Питание осуществляется от сети переменного тока 220 В. Заказчик запросил фланцевое соединение («при ​​наличии») и не требовал контроллера RCU или отдельного блока управления. Один прибор, один кабель, прямо к ПЛК.

Был выбран радарный уровнемер SDRD87 80G. Вот почему и как он был сконфигурирован.

2. Зачем нужен радар 80G для зерна?

В зернохранилищах существуют три проблемы, препятствующие измерению уровня зерна: пыль во время заполнения, неровная и смещающаяся поверхность, а также умеренная диэлектрическая постоянная (обычно εr от 2 до 4 для сухого зерна).

Ультразвуковые датчики плохо справляются как с пылью, так и с низкой отражательной способностью зерна. Радар с направленными волнами работает, но требует зонда, проходящего на всю глубину силоса — в силосе длиной 18 м это длинный, открытый зонд, подверженный механическим повреждениям во время загрузки зерна.

80G Radar level meter with Gimbal flange for solids

Радарный уровнемер 80G с карданным подвесом для измерения твердых частиц.

Бесконтактный радар 80G позволяет избежать обеих проблем. Частота 80 ГГц обеспечивает угол луча 4° — достаточно малый, чтобы избежать ложных эхо-сигналов от стен силоса на глубине 18 м. Сигнал FMCW проникает сквозь зерновую пыль без затухания. А точность ±5 мм более чем достаточна для управления запасами на зернохранилище.

На практике датчик устанавливается на крыше силоса, направлен прямо вниз и никогда не касается зерна. Отсутствует механический износ. Нет смещения калибровки из-за истирания. Поверхность антенны из ПТФЭ безопасна для зерна и легко очищается при скоплении пыли.

3. Настройка установки

Антенна SDRD87 устанавливается в верхней части удлинительной трубы (B = 2,1 м). Это позволяет разместить антенну на высоте 2,1 м над крышей, обеспечивая пространство для доступа при техническом обслуживании и предотвращая образование конденсата на крыше.

Карданный подвес (опция северо-западной антенны) позволяет производить точную регулировку угла после установки. На зернохранилище, где точка заполнения может быть смещена от центра, возможность наклона луча на 5–10° в сторону основной массы зерна помогает установить стабильное эхо. Мы наблюдали это на объектах заказчиков, где центральная засыпка образует коническую кучу — карданный подвес позволяет специалисту направлять луч на склон, а не на вершину.

Технологическое соединение выполнено с помощью фланца DN100 PN16 из нержавеющей стали SS316L . Фланец соответствует имеющемуся у заказчика патрубку для кровли. Уплотнение из FKM выдерживает технологическую температуру 40°C с запасом прочности. Выходной сигнал — 4-20 мА / HART 2-проводной , питание по петле от источника постоянного тока 24 В, подключенного к распределительному щиту переменного тока 220 В. Кабельный ввод M20x1.5 соответствует стандартной практике использования промышленных кабелепроводов на большинстве рынков.

Прибор имеет сертификат Ex dia T2~T6 Gb (искробезопасность и взрывозащищенность). Зерносодержащая пыль является горючей. Сертификация ATEX / IECEx Zone 1 не всегда является обязательным требованием для зерновых силосов, но ее наличие означает, что одна и та же модель прибора подходит как для стандартных, так и для классифицированных установок без замены изделия.

4. Технические характеристики прибора

ПараметрЦенить
МодельSDRD87-G-NW-A-FC-A-B-A-M-A
Принцип измерения80G FMCW (частотно-модулированная непрерывная волна)
Угол луча (3 дБ)
Диапазон измерений18,2 м (силос К = 20,4 м, удлинительная труба В = 2,1 м)
Точность±5 мм
Рабочая температура-40 до 130°C (северо-западная антенна)
Рабочее давлениеНормальное давление (в негерметичном силосе)
Процесс соединенияФланец DN100 PN16, нержавеющая сталь SS316L
Материал антенныПТФЭ (от -40 до 200°C)
ГерметизацияФКМ (-40 до 200 °C)
Выходной сигнал4-20 мА / HART, 2-проводной
Источник питания24 В постоянного тока (питание от шлейфа)
ЖильеАлюминий / IP67
Кабельный входМ20 x 1.5
ОтображатьВстроенный ЖК-дисплей
УтвержденияEx dia T2~T6 Gb (искробезопасность + взрывозащищенный)
СерединаКукуруза / Пшеница (гранулированная, 500–3000 мкм, 720 кг/м³)
Напряжение питанияПеременное напряжение 220 В (преобразуется в 24 В постоянного тока на панели)

5. Ключевые точки выбора для измерения уровня в зернохранилище.

Grain Silo Level Measurement

  • Бесконтактное измерение: отсутствие контакта зонда с абразивными частицами, отсутствие механического износа, отсутствие риска загрязнения.
  • Частота 80 ГГц: угол луча 4° позволяет избежать эхо-сигналов от стенок силосов на глубине 18 м. Устройства 26 ГГц с углом луча 8–8° могут создавать ложные эхо-сигналы в силосах диаметром менее 4 м на этой глубине.
  • Нечувствительность к влажности: 70% относительной влажности внутри силоса не влияет на распространение микроволнового сигнала.
  • Нечувствительность к пыли: заполнение зерна приводит к образованию значительного количества пыли. Сигнал радара 80G остается неизменным.
  • Антенна из ПТФЭ: инертна к зерновым маслам и поверхностным отложениям. Механически прочна для эксплуатации в верхней части силоса.
  • Карданный подвес (опция NW): регулировка угла для оптимизации эхо-сигнала от неровной поверхности зерна.
  • Сертификат Ex dia T2~T6 Gb: охватывает классификацию горючести зерновой пыли, где это необходимо.

6. Получите ценовое предложение на ваш силос

Если вам требуется силос для зерна, кормов или сыпучих материалов, пришлите нам следующие параметры, и мы подтвердим модель и предложим цену в течение 24 часов:

  • Общая высота силоса K (м) и высота удлинительной трубы B (м)
  • Наименование и форма материала (порошок / гранулы / куски)
  • Размер частиц (мкм) и насыпная плотность (кг/м³)
  • Рабочая температура (°C) и влажность (%)
  • Доступные варианты технологического соединения (размер фланца / резьба)
  • Классификация опасной зоны (если применимо)
  • Требуемый выходной сигнал: 4-20 мА, HART или RS485.

Контакты Silver Automation Instruments: inquiry@silverinstruments.com | WhatsApp +86-18936759191 | Страница продукта SDRD87

Часто задаваемые вопросы

Может ли радар 80G надежно измерять сухое зерно?
Да. Диэлектрическая постоянная сухого зерна составляет примерно εr от 2 до 3. Радар 80G FMCW способен обнаруживать поверхности с εr до 1,5. Узкий угол луча 4° радара SDRD87 концентрирует сигнал на поверхности зерна, предотвращая его рассеивание на стенках силоса. На практике стабильное эхо-сигнал достижимо в большинстве геометрических форм зерновых силосов даже при низком уровне заполнения.
Почему бы не использовать ультразвуковой уровень для измерения качества зерна?
Высокая влажность (в данном случае 70%) значительно ослабляет ультразвуковые сигналы в воздушном столбе над зерном. Зерноная пыль во время заполнения приводит к дальнейшей потере сигнала. Ультразвуковые устройства также имеют минимальную мертвую зону от 20 до 50 см от поверхности датчика, а на расстоянии 18 м ошибки температурной компенсации становятся существенными. Радар является более надежным средством для этого применения.
Каков минимальный обнаруживаемый уровень (слепая зона) для SDRD87?
Прибор SDRD87 имеет слепую зону приблизительно от 0,1 до 0,3 м от поверхности антенны. В данной установке удлинительная труба размещает антенну на высоте 2,1 м над крышей силоса, поэтому эффективная нижняя граница зоны измерения находится очень близко к полу силоса. В данном случае, при длине измерительного блока 18,2 м, нет опасений, что слепая зона повлияет на полезный диапазон измерений.
Требуется ли сертификация ATEX для зернохранилища?
Зерносодержащая пыль горюча и может создавать взрывоопасную атмосферу во время активного заполнения или опорожнения. Необходимость применения официальной классификации ATEX Zone зависит от местных правил и оценки опасной зоны на объекте. Силос SDRD87 имеет стандартное одобрение Ex dia T2~T6 Gb, поэтому он соответствует требованиям, если силос классифицирован. В противном случае, для этой конфигурации все равно применяется тот же блок — получение одобрения в данной конфигурации не требует дополнительных затрат.
Поставляет ли компания Silver Instruments радарные уровнемеры для других сыпучих материалов?
Да. Серия SDRD87 подходит для цемента, угля, золы, известнякового порошка, пластиковых гранул, гранулированных удобрений и аналогичных сыпучих материалов. Ключевые входные параметры: диэлектрическая постоянная материала, размер частиц, насыпная плотность и геометрия силоса. Отправьте нам техническое описание или заполните форму с основной информацией, и мы подтвердим пригодность.
Email
sales@silverinstruments.com
WA
WhatsApp QR Scan to WhatsApp
Inquiry
Send a Quote