Requisitos para medição do nível de pó viscoso

Na produção automatizada em larga escala, cada etapa possui diferentes necessidades de medição do nível de material, e as características dos materiais em diferentes processos também são muito distintas. Por exemplo, na indústria de negro de fumo, a granulação úmida requer a adição de água durante o processo produtivo, seguida de secagem em alta temperatura. Consequentemente, a viscosidade do material varia significativamente entre o momento da adição de água e o momento da adição. Já nas indústrias siderúrgica, metalúrgica e de energia térmica, os processos de dessulfurização e desnitrificação, para tratar os compostos de sulfeto e nitrogênio presentes nos gases de combustão após a remoção de poeira, são pulverizados com pó de calcário. O material armazenado em silos de calcário apresenta um certo grau de viscosidade, e o aumento da temperatura do processo para 120 °C ou até mais acentua a aglomeração. Na indústria de lítio, materiais para baterias como fosfato de ferro-lítio, hidróxido de lítio e carbonato de lítio, entre outros, possuem baixa mobilidade e alta higroscopicidade, o que os torna propensos à aglomeração devido à sua viscosidade. Devido a essa característica da detecção do nível do material, levando em consideração a estrutura do tanque e a necessidade de controle interligado, além da medição contínua do nível do material, é necessária a adição de instrumentação de comutação como alarme de limite. A medição de pó viscoso sempre representou um desafio. instrumento de medição de nível Para a medição do nível de pó viscoso, a escolha do interruptor de nível correto torna-se a chave para solucionar a dificuldade.

Pó viscoso

Existem poucos instrumentos capazes de se adaptar à medição do nível de materiais viscosos e, para se obter uma medição estável, duradoura e confiável, eles devem ser selecionados de acordo com as condições específicas de trabalho.

A medição de nível pode ser dividida em medição por contato e medição sem contato, de acordo com a presença ou ausência de contato. Para pós viscosos, o método de medição mais consolidado e confiável é a medição por contato não contínuo, principalmente por meio de sensores de nível rotativos, sensores de nível capacitivos e sensores de nível vibratórios, representados por diapasões e hastes vibratórias.

A vantagem do interruptor de nível rotativo O motor aciona o eixo para girar, e a lâmina não é sensível à presença de material suspenso. No entanto, ao medir pós higroscópicos, a vedação do eixo rotativo torna inevitável a entrada de material na folga da tampa da extremidade do eixo, devido à alta temperatura do pó e à pressão do silo. Essa desvantagem é ainda mais evidente: além do travamento do eixo rotativo, as cinzas do pó em alta temperatura podem entrar facilmente na cabeça da mesa, causando a queima do motor.

O interruptor de nível resistivo é semelhante ao interruptor de nível rotativo. Para garantir a vedação do produto, o ângulo de rotação de sua lâmina não é de 360°, mas sim de oscilação para frente e para trás em um determinado ângulo. Isso prolonga um pouco a vida útil em comparação com o interruptor de nível rotativo, porém, devido às limitações de sua estrutura mecânica, a vedação é deficiente. Os problemas encontrados no interruptor de nível rotativo também podem ocorrer com o interruptor de nível resistivo.

O interruptor de nível capacitivo, ao detectar mudanças na capacitância entre a sonda e a parede do recipiente, emite sinais de controle de nível. Sua principal vantagem reside no material da sonda, a haste de PTFE, que possui alta resistência à corrosão. Na indústria de lítio, isso evita o contato direto entre o material e o metal. No entanto, se utilizado para medir materiais viscosos, devido às variações na constante dielétrica, a sonda pode ser facilmente danificada, o que inviabiliza a medição desses materiais.

O interruptor de nível de material condutor por radiofrequência é desenvolvido com base no tipo capacitivo, aprimorando o projeto do circuito anti-suspensão do material, para alcançar um certo grau de eficácia anti-suspensão. No entanto, quando usado para medir materiais viscosos, devido às suas variações na constante dielétrica, pode causar marcas na ponta de prova, evitando alarmes falsos frequentes. Os interruptores de nível de condutância por radiofrequência são usados ​​principalmente em medições de materiais relativamente secos e com constante dielétrica estável, armazenados em condições de baixa viscosidade.

O sensor de nível de haste vibratória utiliza a vibração de uma sonda piezoelétrica de cerâmica para funcionar. Comparado com sensores de nível condutivos e capacitivos de radiofrequência, sua principal vantagem é minimizar a interferência de materiais na sonda, já que o princípio de medição deste sensor de nível vibratório não depende da constante dielétrica do meio. Diferentemente dos sensores de nível de haste vibratória convencionais com estrutura de haste única, a sonda deste sensor adota uma estrutura de tubo duplo, com os tubos internos e externos encaixados, que atinge o estado de ressonância após um ajuste preciso, maximizando o desempenho na detecção de interferências. Os sensores de nível de haste vibratória comuns, devido à sua estrutura de haste única, não conseguem atingir a ressonância da sonda, sendo especialmente sensíveis a materiais em suspensão. Mesmo pequenas interferências podem gerar alarmes falsos. Além disso, a incapacidade de ressonância da sonda de haste única resulta em baixa sensibilidade a meios de baixa densidade, impossibilitando medições. A vibração da haste única dificulta a geração de vibrações em seus componentes piezoelétricos, exigindo uma tensão de acionamento mais alta, o que resulta em menor vida útil e baixa confiabilidade do instrumento.

Do ponto de vista do material anti-suspensão, da vedação, da independência da constante dielétrica do meio e da sensibilidade, o sensor de nível de haste vibratória de tubo duplo é atualmente a escolha mais adequada para a medição de nível de pós viscosos. Claro que isso não significa que a barra dupla seja a melhor opção. interruptor de nível de haste vibratória Pode ser aplicado a todos os tipos de materiais viscosos, como aqueles que tendem a empelotar e formar cicatrizes. No entanto, também apresenta limitações, especialmente em ambientes com temperaturas extremas, tanto baixas quanto altas. Para o sensor de nível com haste vibratória, o processo é bastante desafiador, sendo geralmente recomendada a implementação de medidas auxiliares para reduzir a velocidade de desprendimento do material, como a aplicação regular de ar comprimido.