Niveaucontrole voor stortgoederen

Vaste stof detecteren met stemvork

PTL Hermann is al vele jaren gespecialiseerd in de ontwikkeling en productie van trilniveauschakelaars voor stortgoederen. Deze producten worden gebruikt voor het detecteren van de aanwezigheid of afwezigheid van poedervormig of korrelig materiaal dat is opgeslagen in allerlei soorten silo’s, hoppers en containers. Er zijn speciale modellen voor interfacedetectie beschikbaar, bijvoorbeeld om zand te detecteren dat zich in water heeft afgezet.

Het principe om vaste stortgoederen te detecteren met trilniveauschakelaars is niet nieuw. Echter, doordat Marktechnical onlangs een overeenkomst heeft afgesloten met het Duitse bedrijf PTL Hermann, is er een productreeks op de Nederlandse markt gekomen die met name op het gebied van speciaal aangepaste sensoren meer mogelijkheden biedt dan men voorheen kon bieden. Marktechnical had namelijk al een serie sensoren van fabrikanten uit het verre oosten, maar het nieuwe partnerschap bied meer flexibiliteit en vooral ook een betere leversnelheid.

Werking

De sensoren waar we over praten, zijn piëzo-elektrisch aangedreven trillingsniveauschakelaars die te gebruiken zijn voor niveau’s te detecteren in bakken, silo’s en hoppers, gevuld met korrelige of poedervormige materialen (bulk vaste stoffen). De sensoren zijn te gebruiken voor overvulbeveiliging, voor hoog- of laagniveau-alarm en in een speciale configuratie voor de detectie van bijvoorbeeld zand dat zich in water heeft afgezet. Daarvoor is er de sensor type SEDIMENT.
De basis van de sensoren is een mechanisch trilsysteem bestaande uit een ronde of platte pen die in trilling gebracht wordt op zijn resonantiefrequentie (afbeelding 1). Een piëzo-elektrische driver zorgt hier voor de trilling waarbij de aanstuurelectronica voor de juiste frequentie zorgt.
Wanneer het trillende blad of pen wordt bedekt door het te detecteren materiaal, verandert de resonantiefrequentie van het systeem waardoor de amplitude van de trilling sterk afneemt of zelf tot nul gereduceerd wordt. Dit wordt gedetecteerd door een elektronisch circuit dat vervolgen een uitgang laat schakelen. Wanneer het te detecteren materiaal rond het blad verdwenen is, start het trillen opnieuw en schakelt de uitgang terug.

Voordelen

Door het vrij simpele meetprincipe op basis van de resonantiefrequentie van de meetpen, zijn dit soort sensoren niet echt kostbaar. Ook vervolgkosten zijn dankzij de ultramoderne trillingstechniek vrij laag. Ook is er geen kalibratie vereist en wordt het functioneren niet beïnvloed door materiaaleigenschappen, bijvoorbeeld diëlektriciteit. Daarom zijn deze instrumenten ideaal voor gebruik bij toepassingen waar materiaalveranderingen gebruikelijk zijn. Herinstelling is dan niet noodzakelijk. De functie wordt ook niet beïnvloed door omgevingsveranderingen zoals temperatuur, druk, vochtigheid enz.
De amplitude van het trillende deel van de sensor is klein. Er zal dan ook geen slijtage optreden. Ook is de constructie zo gemaakt dat er geen afdichtingsproblemen zijn. Onderhoud is dan ook niet noodzakelijk. Daarbij komt dat het ontwerp met één staaf met zijn scherpe trillende blad of ronde staaf voorkomt dat er brugvorming van materiaal optreedt.  Dit is nog al eens het probleem bij systemen een dubbele staaf (stemvork). Ook laat het zwaardvormige blad materiaal gemakkelijk langs de sensor stromen en voorkomt zo materiaalophoping.
Nog een voordeel van dit meetprincipe ten opzichte van bijvoorbeeld radar is dat materiaal dat aan de containerwand blijft plakken, geen invloed heeft op de functie van de sensor, omdat
alleen de punt van het trillende blad gevoelig is en niet de basis.
Valse meldingen door rat-holing zijn bij dit type sensor uitgesloten. De sondes worden met zeer lage energie aangestuurd, waardoor het onmogelijk is voor hen om een ‘​​gat’ in het materiaal te graven waarin ze zouden kunnen trillen.
De hoge kwaliteit en een geavanceerde fijnafstelling van het trilsysteem stellen de instrumenten in staat om uiterst lichte materialen met dichtheden tot 20 gram per liter betrouwbaar te detecteren. Speciale modellen maken zelfs detectie van lichtere materialen mogelijk met dichtheden tot 10 gram per liter.
De trilniveauschakelaars zijn dan ook te gebruiken voor allerlei soorten poedervormige en korrelige vaste stoffen. Ze zijn dan ook toepasbaar voor zware materialen zoals cement, maar ook voor lichte materialen zoals piepschuimkorrels of dons. Daarbij mag de korrelgrootte variëren van poeder tot max. 40 mm.

Uitvoeringen

Wie met de sensoren van PTL Hermann aan de gang wil gaan, moet zich vooraf wel gaan verdiepen in het aanbod van deze firma. Zij maken dit type sensor namelijk in verschillende uitvoeringen waarbij met name de mechanische uitvoering al een eerste keuze is. Van een aantal typen levert men de sensor in verschillende lengtes. Daarbij gaat het om het pure mechanische deel, want het trillende sensordeel is in al deze uitvoeringen hetzelfde. Door de verschillende lengtes van de sensor heeft meer mogelijkheden om het gevoelige deel op de plek te krijgen die voor de applicatie het beste is. Zo kunt u met de CV140 de sensor op de bovenkant in een silo van 4 meter monteren om hiermee het onderste niveau te meten. Afbeelding 2 toont de CV130 die leverbaar is met een lengte van 20 cm tot 2 meter.
De lengte van de sensor is niet de enige parameter, want ook de werktemperatuur en de dichtheid van de te meten stof zijn parameters die de keuze voor de sensor bepalen.

Om de hoek

Door de samenwerking tussen Marktechnical en PTL Hermann heeft u de kennis omtrent dit type sensoren om de hoek. Zeker als het gaat om niet standaard applicaties kan het handig zijn dat de hulplijn voor het vinden van de juiste sensor uw taal spreekt. Zeker als het gaat om eventuele klantspecifieke aanpassingen aan de sensoren, dan kan dat uiterst handig zijn.