Meten in een stofwolk

Zware messen die zich een weg banen door geshredderd afval dat later zal dienen als brandstof voor de productie van cement. Elk uur moet een ton van dit materiaal verwerkt worden in een grote silo. VEGAPULS 6X waakt betrouwbaar over de vulgraad.

De productie van cement is een bijzonder energie-intensief proces. Door alternatieve brandstoffen te gebruiken zoals AFR (alternative fuels & raw materials), kan het niet alleen een stuk economischer, maar heeft men ook minder primaire grondstoffen en brandstof nodig, terwijl er minder afval naar het stort gaat. Deze alternatieve brandstoffen kunnen uit verschillende materiaalstromen bestaan: afvalhout, een kunststof mix, papier, samengestelde materialen of textiel. Wist je trouwens dat de calorische waarde van banden vergelijkbaar is met die van kool? Maar er zijn ook uitdagingen aan deze energiebronnen. Een voorbehandeling is cruciaal, zodat ze het productieproces en de kwaliteit van het eindproduct niet kunnen beïnvloeden. En ze hebben ook een impact op niveaumeting…

Cementos Molins uit Barcelona werkt al vijftien jaar samen met VEGA. Voor zijn silo met AFR brandstoffen (goed voor ongeveer 35% van het totale brandstofverbruik), die twintig meter hoog is bij een diameter van negen meter, had het echter een speciale oplossing nodig. Binnen op de vloer van de silo bevindt zich een ongebruikelijke agitator: scherpe, vibrerende messen die het afval voortdurend malen. Elk uur leveren vrachtwagens ongeveer een ton nieuw materiaal af in de silo. Maar om erover te waken dat ze hun lading volledig kwijt kunnen, moet de capaciteit in de silo voldoende groot zijn. Daarnaast moet de niveaumeting ook beschermen tegen een lege tank. Dat kan immers voor schade aan de agitator zorgen.

Aan uitdagingen geen gebrek. De AFR materialen zijn zeer heterogeen en kleven makkelijk aan. Wanneer de trucks de silo vullen, komt er bovendien een enorme stofwolk vrij, wat de meting nog moeilijker maakt en veel afzetting op de sensoren kan veroorzaken. Door de bewegingen van de agitatormessen wordt voortdurend een twee meter hoge golf van materiaal voort geduwd. Dat zorgt eveneens voor een stofwolk, die door de vibraties nooit gaat liggen. De 26 GHz radarsensor met hoorantenne van een andere fabrikant werkte nooit zonder problemen. Er was geen betrouwbaar signaal mogelijk.

Toen VEGA een voorstel deed om voortaan een toestel met een frequentie van 80 GHz te gebruiken, hadden de eigenaars daar oren naar. Al na de eerste testen bleek dat er nauwkeurigere en eenvoudigere meetresultaten mogelijk werden. De hoge focussering had zich al in heel wat toepassingen bewezen als een goede manier om een beter onderscheid te maken tussen het eigenlijke meetsignaal en het interfererende signaal.  Met een meetbereik tot 120 meter en een nauwkeurigheid van 5 millimeter beschikt de VEGAPULS 6X bovendien over genoeg krachtreserves voor ongewone toepassingen. 

De focussering van een signaal hangt af van twee factoren: de transmissiefrequentie en de actieve antenneoppervlakte. De VEGAPULS 6X opereert met een frequentie van 80 GHz en een antennediameter van ongeveer 75 mm. Dit resulteert in een openingshoek van slechts 3°. Voor een radarsensor aan 26 GHZ zou dat bij een vergelijkbare antenne al 10° bedragen. Daarenboven heeft een 80 GHZ straal het voordeel dat ze voorbijgaat aan installaties of afzettingen op de containerwand. Dat maakt de meting ook weer veiliger en betrouwbaarder. Het meetinstrument bestaat uit robuust PEEK materiaal, bestand tegen hoge temperaturen en met een goede chemische weerstand. Ook de lensantenne is ongevoelig voor afzettingen en vuil en toont geen tekenen van slijtage. 

Om de ingebruikname te vereenvoudigen, werd een intelligente houder ontwikkeld. Daarmee kan de sensor snel, eenvoudig en optimaal uitgelijnd worden. Ook een ander trucje helpt hier: een smartphone met de VEGA app – uitlijntool op de sensor plaatsen.

De goede signaalfocussering en zijn hoog dynamisch bereik zorgen ervoor dat de 80 GHZ technologie van de VEGAPULS 6X radarsensor probleemloos de dichte stofwolk penetreert. Omdat de sensor standaard over een reinigende luchtverbinding beschikt, hoeft de gebruiker zich geen zorgen te maken over afzettingen. En hoewel interferentiesignalen van de metalen partikels in Tetrapak verpakkingen niet volledig vermeden kunnen worden, wordt toch een bijna exacte niveaumeting gerealiseerd. 

Het onderhoudsteam hoeft overigens niet de silo op om dat te controleren. Er hangt een remote display op ooghoogte. De conclusie van de onderhoudsploeg is dan ook unaniem: heel flexibel en simpel! 

De VEGAPULS 6X werkt sinds zijn indienstname zonder problemen. Het vertrouwen van Cementos Molinos was dus terecht. De VEGAPULS 6X met 80 GHz levert de klok rond betrouwbare resultaten, zelfs onder de meest extreme omstandigheden, vibraties en afzettingen.