覃欣

摘要：SITRANS LU 01是一種超聲波物位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)液體或固體的長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)。它采用一個(gè)西門子妙聲力超聲波探頭在不與物料接觸的情況下精確檢測(cè)物位。通過(guò)探頭發(fā)出的電子脈沖，利用測(cè)得的時(shí)間，計(jì)算出探頭和物料的距離。

關(guān)鍵詞：SITRANS LU 01；超聲波物位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；西門子妙聲力超聲波探頭；檢測(cè)物位；電子脈沖。

中圖分類號(hào)：TP274+.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）09-2117-02

1 概述

2#豎井工區(qū)是華錫集團(tuán)銅坑礦的咽喉，主要負(fù)責(zé)礦石的提升。礦石通過(guò)提升機(jī)從井下392水平提到地面井樓19.6米卸礦站，然后把礦石卸入礦倉(cāng)，礦石經(jīng)中碎破碎后進(jìn)入下一道工序。礦倉(cāng)的礦量多少原來(lái)是由卷?yè)P(yáng)司機(jī)親自走到礦倉(cāng)邊看，一旦卷?yè)P(yáng)司機(jī)疏忽礦倉(cāng)滿后仍然把礦石卸入礦倉(cāng)，礦石就會(huì)溢出礦倉(cāng)落入井筒，造成井筒設(shè)施和設(shè)備的損壞。在19.6米礦倉(cāng)安裝超聲波物位監(jiān)測(cè)裝置后，改變了多年來(lái)由操作工親自走到礦倉(cāng)看礦倉(cāng)是否滿的情況。有了超聲波物位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，操作工在操作室就可了解礦倉(cāng)的物位情況，避免了事故發(fā)生，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為生產(chǎn)贏得了時(shí)間。

2 SITRANS LU 01工作原理

SITRANS LU 01是一種超聲波物位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)液體或固體的長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)。它采用一個(gè)西門子妙聲力超聲波探頭在不與物料接觸的情況下精確監(jiān)測(cè)物位。SITRANS LU 01給每一個(gè)連接的超聲波探頭發(fā)出電子脈沖。探頭把電子脈沖轉(zhuǎn)換成超聲波脈沖，并以窄波束形式從探頭表面發(fā)射出來(lái)。SITRANS LU 01計(jì)算從脈沖發(fā)射到接收到由物料反射的回波信號(hào)之間的時(shí)間。利用測(cè)得的時(shí)間，SITRANS LU 01計(jì)算出探頭和物料的距離。距離是根據(jù)容器內(nèi)聲音的速度計(jì)算而得。當(dāng)使用Echomax探頭時(shí)，所測(cè)得的數(shù)值會(huì)根據(jù)空氣溫度的變化自動(dòng)得到補(bǔ)償。為了實(shí)現(xiàn)有效的空氣補(bǔ)償，在每個(gè)容器中采用西門子妙聲力TC-3溫度傳感器。對(duì)于空氣以外的其他均勻氣體，可用簡(jiǎn)單的修正方法來(lái)補(bǔ)償。SITRANS LU 01采用西門子妙聲力專利聲智能回波處理。聲智能能夠保證高的測(cè)量可靠性，不受所監(jiān)測(cè)容器內(nèi)狀況變化的影響。采用聲智能和速度補(bǔ)償，應(yīng)用超聲回波測(cè)距原理，SITRANS LU 01得到突出的測(cè)量精度，通常能達(dá)到所測(cè)距離的0.25%。距離可以通過(guò)計(jì)算成空間、物位、物料體積、容器剩余的容積、物位差、或平均物位讀數(shù)。每一個(gè)容器所選擇的讀數(shù)（和運(yùn)行數(shù)據(jù)）被顯示在液晶顯示屏（LED）上。繼電器和mA輸出可被預(yù)設(shè)（或按需編程）用于激活報(bào)警和/或操作遠(yuǎn)程檢測(cè)設(shè)備和/或過(guò)程控制設(shè)備。

3 SITRANS LU 01特性

1）外殼：耐化學(xué)腐蝕，重量輕，防塵，防水，使用方便。2）背光LED：大數(shù)字用于讀數(shù)和編程值顯示，有背光功能的LED能夠保證在光線充足的情況下不影響讀數(shù)。常用圖標(biāo)用于連續(xù)指示工作狀態(tài)。3）手操器：20個(gè)按鍵用于方便地進(jìn)入編程及運(yùn)行功能。磁性安裝和紅外接口。4）通信：當(dāng)安裝了適當(dāng)?shù)奈鏖T子妙聲力SmarLinx模塊時(shí)，兼容的通信就能實(shí)現(xiàn)。5）Dolphin諧調(diào)通信：Dolphin Plus是與Windows兼容的配置軟件，通過(guò)RJ-11端口轉(zhuǎn)RS-232/RS-485端口遠(yuǎn)程連接到監(jiān)測(cè)單元。軟件提供了一個(gè)編程，上傳或下載參數(shù)的簡(jiǎn)單方法。6）速度：以16.7MHZ的時(shí)鐘頻率運(yùn)行的速度16/32位微處理器。能每秒掃描一個(gè)容器（測(cè)點(diǎn)）。7）可靠性：聲智能保證了全部測(cè)量的精確和可靠。不怕電源中斷。所有的編程可以無(wú)限期地保存。動(dòng)態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)可以保存1小時(shí)，并且在電源恢復(fù)后立即更新。

4 編程特點(diǎn)

SITRANS LU 01編程簡(jiǎn)單，但足以完成復(fù)雜的測(cè)量要求。

一般特性：1）直接輸入：任何操作者可編程的特點(diǎn)都可以被直接輸入。2）翻頁(yè)輸入：?jiǎn)蝹€(gè)按鈕“上翻”， 單個(gè)按鈕“下翻”，用于輸入特點(diǎn)。3）運(yùn) 行：選擇“物位”，“空間”，“距離”，“物位差”，“平均物位”或“加料車”等工作狀態(tài)。4）物 料：液體或固體；對(duì)每一種輸入自動(dòng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的回波處理參數(shù)。5）響 應(yīng)：對(duì)物位變化的響應(yīng)可以是慢，中速，快，翻騰或立即反應(yīng)。6）故障保護(hù)：多種故障保護(hù)選項(xiàng)用于過(guò)程控制設(shè)備的啟動(dòng)。7）繼電器：8種功能，包括物位、變化率、泵控制、溫度等。8）mA輸出：基于物位、空間距離、體積。四種量程選擇，0～20，4～20，20～0，20～4mA，可調(diào)整的量程和超量程限制。

5 傳輸脈沖

SITRANS LU 01的傳輸脈沖是由一個(gè)或多個(gè)電“發(fā)射”脈沖組成，這些“發(fā)射”脈沖提供給掃描繼電器。掃描繼電器按照要求啟動(dòng)，提供傳輸脈沖到和SITRANS LU 01接線端子相連的探頭上。對(duì)于每一個(gè)提供的電脈沖，探頭發(fā)射一個(gè)聲“發(fā)射”脈沖。每一次發(fā)射結(jié)束后，下一脈沖（如果應(yīng)用）發(fā)射前，提供足夠的時(shí)間用于回波的（發(fā)射的發(fā)射）接收。當(dāng)發(fā)射完所有的傳送脈沖后，處理合成的回波。傳送脈沖的發(fā)射數(shù)、頻率、周期、延遲和相關(guān)的測(cè)量量程是由參數(shù)P803=發(fā)射/脈沖模式、P40=短發(fā)射數(shù)到P852=短發(fā)射量程來(lái)定義的。

6 距離計(jì)算

為計(jì)算探頭到料位（目標(biāo)）的距離，應(yīng)以傳送介質(zhì)（空氣）的聲速乘以聲傳送的接收時(shí)間周期。如果運(yùn)行狀態(tài)是不同于“卸料車”的任何狀態(tài)，則結(jié)果（來(lái)回行程的距離）應(yīng)除以2。

距離=聲速×?xí)r間/2

顯示的讀數(shù)值是對(duì)計(jì)算得到的距離值的修正。

7 SITRANS LU 01在我礦19.6米礦倉(cāng)的應(yīng)用

8 結(jié)論

目前許多行業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化管理要求越來(lái)越高，大量的原料或成品在進(jìn)出物料倉(cāng)的過(guò)程中，需要通過(guò)物位儀來(lái)連續(xù)測(cè)量和控制物料的料量，確保整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程安全、高效。 SITRANS LU 01超聲波物位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在我礦2#豎井19.6米卸礦站安裝并投入使用以來(lái)，工作正常，該系統(tǒng)上、下限報(bào)警準(zhǔn)確，保證了及時(shí)停機(jī)和提礦，測(cè)量準(zhǔn)確，顯示直觀。通過(guò)安裝超聲波物位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，避免了由于操作工的疏忽造成礦倉(cāng)滿礦石溢出落入井筒的事故發(fā)生，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為生產(chǎn)贏得了時(shí)間，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣應(yīng)用。

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