W jaki sposób sprawdzić poziom materiałów sypkich?

Kontrola poziomu materiałów sypkich, takich jak piasek, zboża czy granulaty, to kluczowa grupa pomiarów dokonywanych w niemal każdej gałęzi przemysłu. Precyzyjny pomiar pozwala na optymalizację polityki logistycznej w zakładach górniczych, spożywczych, hutniczych i wielu innych. W zależności od celu badania i rodzaju materiału, wykorzystuje się różną aparaturę kontrolno-pomiarową. Jakimi metodami sprawdza się poziom materiałów sypkich?

Metody kontaktowe

Pomiary materiałów sypkich za pomocą mierników pojemnościowych są kontaktową metodą badania poziomu, czyli taką, gdzie czujnik ma kontakt z mierzonym medium. W miernikach pojemnościowych wykorzystuje się zjawisko pojemności elektrycznej, którą można zbadać za pomocą dwóch elektrod tworzących kondensator. W przypadku badania pomiaru materiałów sypkich elektrodą pomiarową jest sonda z izolacją lub bez, natomiast elektrodę odniesienia stanowi druga sonda lub też metalowa ściana zbiornika. Wcześniejsza kalibracja aparatury pomiarowej pozwala na pomiar poziomu medium, którego zmiany widoczne są we wzroście lub spadku pojemności elektrycznej w zbiorniku. Sonda mierzy ten poziom i przetwarza na sygnał wyjściowy, umożliwiający odczytanie pomiarów na wyświetlaczu. Metodę tę wykorzystuje się głównie do badań materiałów sypkich o niewielkim stopniu granulacji m. in. w branży spożywczej, chemicznej czy farmaceutycznej, a także w przemyśle rolnym. Do kontaktowych metod badania poziomu materiałów sypkich należy również sonda elektromechaniczna. W tym przypadku za pomiar odpowiedzialny jest ciężarek zamontowany na specjalnej linie obracającej się na rolce pomiarowej. Podczas badania obciążnik jest opuszczany w dół zbiornika do momentu styku z powierzchnią badanego medium. Na podstawie pokonanej przez niego odległości określonej poprzez liczbę obrotów rolki pomiarowej. Metodę tę cechuje prostota i uniwersalność zastosowania.

Metody bezkontaktowe

Do bardziej zaawansowanych metod badania poziomu materiałów sypkich zaliczamy techniki bezkontaktowe, w których sonda jest odizolowana od badanego medium. Do tej grupy należą nowoczesne mierniki ultradźwiękowe wykorzystujące zjawisko odbicia fal.

Badanie polega na pomiarze czasu, w jakim ultradźwięki docierają do powierzchni materiału, odbijają się od niej i docierają z powrotem do sondy. – Tłumaczy przedstawiciel firmy ZACH METALCHEM oferującej aparaturę pomiarową. - Na tej podstawie określa się rzeczywisty poziom medium w zbiorniku, którym może być nawet taśmociąg czy przesyp. Do innych zalet tej metody należy jej uniwersalność: mierniki ultradźwiękowe wykorzystuje się do pomiaru poziomu materiału o dowolnym stopniu granulacji.

Inne bezkontaktowe metody sprawdzania poziomu materiałów to mierniki radarowe.

Sygnalizatory poziomu

Sprawdzanie poziomu materiałów sypkich polega nie tylko na pomiarze ciągłym, ale również na wykrywaniu i sygnalizacji obecności badanego medium na danym poziomie zbiornika. W tym celu w określonej pozycji umieszcza się specjalny czujnik, który reaguje na kontakt z danym materiałem. Do najpopularniejszych rodzajów sygnalizatorów wykorzystywanych do sprawdzania poziomu materiałów sypkich należą następujące czujniki:

• Wibracyjne – najczęściej w postaci prętów drgających, wykorzystujące do badania różnicę drgań po zetknięciu się sensorów z medium;
• Wirnikowe – emitujące sygnał o przepełnieniu zbiornika po napotkaniu oporu przez śmigło sygnalizatora.
• Konduktometryczne - do badania poziomu mediów przewodzących, np. miału węglowego czy mokrego piasku, których poziom jest sygnalizowany po ich zetknięciu z elektrodą.
• Przechyłowe – stosowane w procesie napełniania oraz opróżniania zbiornika.
• Pojemnościowe – uniwersalne sygnalizatory poziomu drobnoziarnistych materiałów sypkich.