SN61.XXAGHKNAX/VEGA: Un tanque de batería que evita el mal funcionamiento del medidor de nivel ultrasónico

I. Objetivos de diseño

• Requisito básicoResolver los problemas de los medidores de nivel ultrasónicos susceptibles a interferencias y mediciones inexactas en condiciones de trabajo complejas mediante la optimización estructural y el diseño de protección.
• Escenarios aplicables: Procesos de ensamblaje con altos requisitos de precisión de control del nivel, como el procesamiento de alimentos y la producción química.

II. Módulos clave de diseño

1Diseño estructural antiinterferencia

• Cuerpo inclinado del tanque
  • Principio de diseño: La pared lateral del tanque forma un ángulo de 5°-10° con el plano horizontal para reducir la interferencia de las fluctuaciones del líquido en las señales ultrasónicas.
  • Implementación: El fondo del tanque adopta una estructura cónica, combinada con una tubería guía para controlar la caída del nivel del líquido y evitar el arrastre de aire que forma espuma.
• Instalación de tubos de guía de ondas
  • Función: Se instala una tubería de guía de ondas vertical (diámetro ≥ 50 mm) debajo de la sonda para guiar la emisión vertical de ondas ultrasónicas y reducir la atenuación de la señal.
  • Selección de material: acero inoxidable 316L o PVDF (fluoruro de polivinilidina), que es resistente a la corrosión y tiene una fuerte penetración de la señal.
• Instalación del tipo de brida
  • Especificación: La sonda se fija verticalmente en la parte superior del tanque a través de una brida, con una desviación de perpendicularidad de la superficie del líquido ≤ 1° y una distancia de la pared del tanque ≥ 30 cm.
  • Control de la zona ciega: se reserva una zona ciega de ≥ 50 cm de acuerdo con el rango de medición para evitar que la sonda se sumerja en el líquido.

2Sistema antiespuma y desespumado

• Capa de control de temperatura constante
  • Estructura: el cuerpo del tanque adopta un diseño de doble chaqueta con películas eléctricas de calefacción incorporadas y sensores de temperatura para mantener una temperatura estable del líquido (± 1 °C).
  • Principio: Las fluctuaciones de temperatura ≤ 2°C pueden reducir la migración de sustancias activas en la superficie y la generación de espuma.
• Dispositivo de desespumación
  • Desespumación mecánica: se instala un desespumador de cuchilla giratoria en la parte superior del tanque, con una velocidad de rotación de 50-100 rpm, para romper la espuma en la superficie del líquido.
  • Desespumado químico: se ha reservado un puerto de inyección de desespumador para soportar el goteo automático (por ejemplo, desespumadores a base de silicona, dosis 0,1-0,5 ppm).
• Optimización de la tasa de flujo
  • Diseño del tubo de alimentación: se adopta un puerto de alimentación tangencial para reducir el impacto del líquido; el diámetro del tubo es de DN25-DN50 y el caudal es ≤ 1,5 m/s.
  • Control del nivel de líquido: el caudal se ajusta mediante una bomba de frecuencia variable para evitar fluctuaciones severas en el nivel de líquido.

3Sistema de protección y calibración

• Diseño de protección
  • Cubierta protectora: cubierta a prueba de agua y polvo IP68 con desecante incorporado para evitar la entrada de humedad.
  • Protección electromagnética: La superficie exterior del tanque se rocía con un revestimiento conductor para reducir las interferencias electromagnéticas (por ejemplo, de los convertidores de frecuencia, motores, etc.).
• Función de calibración automática
  • Compensación de temperatura: Un sensor de temperatura incorporado para corregir en tiempo real la velocidad del sonido (velocidad del sonido = 331,5 + 0,6 × temperatura).
  • Calibración cero: se inyecta automáticamente líquido estándar (como agua) para calibrar el rango antes de la producción diaria, y se activa una alarma si el error supera el 5%.
• Sistema de alerta temprana de fallas
  • Parámetros de monitoreo: intensidad de la señal, calidad del eco, temperatura, salida de corriente.
  • Mecanismo de alerta temprana: cambiar a un medidor de nivel de respaldo cuando los datos son anormales y realizar un mantenimiento rápido a través de la interfaz HMI.

III. Especificaciones de material e instalación

• Selección del material
  • Escenarios generales: El cuerpo del tanque está hecho de acero inoxidable 304 y el anillo de sellado está hecho de silicona.
  • Escenarios de grado químico: el cuerpo del tanque está revestido con PTFE (politetrafluoroetileno) y el material de la sonda es PVDF.
• Especificaciones de instalación
  • Calibración vertical: utilizar un nivel láser para asegurar que la sonda esté perpendicular a la superficie del líquido.
  • Requisitos de puesta a tierra: la resistencia de puesta a tierra del cuerpo del tanque ≤ 4Ω para evitar interferencias electrostáticas.
  • Protección de líneas: Las líneas de señal utilizan pares retorcidos blindados, colocados en tuberías separadas y evitan ser paralelas a las líneas eléctricas.

IV. Efectos de la aplicación

• Precisión de las mediciones: Error del nivel del líquido ≤ ± 5 mm; funcionamiento estable incluso cuando la cobertura de espuma exceda del 40%.
• Tasa de fracaso: El diseño antiinterferencia reduce la tasa de averías del medidor de nivel en más del 80%.
• Ciclo de mantenimiento: El dispositivo desespumante se limpia cada 3 meses y el medidor de nivel se calibra cada 6 meses.

V. Cuestiones de recurso

• Un tanque de batch de jarabe en una fábrica de alimentos: después de adoptar el diseño del tanque inclinado + tubo de guía de onda, el error de medición causado por las fluctuaciones del nivel del líquido se redujo de ± 20 mm a ± 3 mm.
• Un tanque de batch de líquido ácido en una planta química: con sondas PVDF y control de temperatura constante, funcionó continuamente durante 12 meses en un entorno altamente corrosivo.