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OMEC At-line在線(xiàn)粒度檢測控制系統

更新時(shí)間:2023-12-23

用途:
OMEC At-line在線(xiàn)粒度檢測控制系統是珠海歐美克儀器有限公司在其成熟且性能優(yōu)異的粒度分析光學(xué)平臺基礎上,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的可根據客戶(hù)產(chǎn)線(xiàn)情況定制的新一代在線(xiàn)粒度分析儀器。該系統由創(chuàng )新的代表性取樣裝置、加樣量精密可控的代表性樣品縮分裝置、高性能干法光散射測量裝置、避免堆料的二級回樣裝置及顯示和控制總成組成,并兼容離線(xiàn)樣品手工進(jìn)樣驗證。

OMEC At-line在線(xiàn)粒度檢測控制系統是珠海歐美克儀器有限公司在其成熟且性能優(yōu)異的粒度分析光學(xué)平臺基礎上,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的可根據客戶(hù)產(chǎn)線(xiàn)情況定制的新一代在線(xiàn)粒度分析儀器。該系統由創(chuàng )新的代表性取樣裝置、加樣量精密可控的代表性樣品縮分裝置、高性能干法光散射測量裝置、避免堆料的二級回樣裝置及顯示和控制總成組成,并兼容離線(xiàn)樣品手工進(jìn)樣驗證。

系統特色的二級采樣下料設計,二級物料回收設計,測試窗口風(fēng)刀式防污染自清潔設計,使得激光粒度儀的在線(xiàn)測試應用真正具備了數據響應快,免維護周期長(cháng),無(wú)需人工值守,遠程或中心化控制和數據顯示的能力。結合系統提供產(chǎn)線(xiàn)異常報警和可迭代升級的個(gè)性化數據解析及智控適配功能,使得系統用戶(hù)可以通過(guò)系統面板、遠程電腦界面、手機小程序或用戶(hù)DCS系統等多種渠道實(shí)時(shí)查看測試結果及趨勢,并能快捷用于指導中控調機。

OMEC At-line在線(xiàn)粒度檢測控制系統可根據產(chǎn)線(xiàn)和質(zhì)控需求定制,智能化自動(dòng)化程度高、免維護周期長(cháng)、實(shí)時(shí)測試性能強,系統同時(shí)具有檢測量程寬、重復性好、分辨力高、與離線(xiàn)粒度測試結果保持一致等優(yōu)點(diǎn)。

一、用途:

OMEC At-line在線(xiàn)粒度檢測控制系統為用戶(hù)實(shí)時(shí)監測產(chǎn)線(xiàn)健康狀態(tài),兼容工業(yè)4.0智能化產(chǎn)線(xiàn)改造,優(yōu)化生產(chǎn)工藝調整、減小產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)、減少過(guò)粉磨的損耗、節省轉產(chǎn)調機的時(shí)間和成本,大幅降低由系統污染或取樣代表性不足等帶來(lái)的粒徑檢測不準所造成的經(jīng)濟損失風(fēng)險,同時(shí)節省傳統測試的人工和人為誤差,能夠為用戶(hù)帶來(lái)超出預期的價(jià)值。

該系統應用遍及水泥、礦渣、石粉、煤粉等多種工業(yè)在線(xiàn)檢測領(lǐng)域。

二、工作原理:

顆粒樣品以合適的濃度分散于氣體中,一束平行光在傳播過(guò)程中遇到障礙物顆粒,光波會(huì )發(fā)生散射(衍射)偏轉,偏轉的角度跟顆粒的大小相關(guān)。散射(衍射)現象可以通過(guò) “Mie散射理論 ”來(lái)描述。一般來(lái)說(shuō),顆粒粒徑越大,光波偏轉的角度越??;顆粒粒徑越小,光波偏轉角度越大。激光粒度分析儀利用該現象,測量散射光能的分布反演計算被測顆粒的粒度分布。

干法在線(xiàn)激光粒度測試,每隔數分鐘檢測一次產(chǎn)線(xiàn)粒度,實(shí)時(shí)顯示粒度分布數據,通過(guò)計算機監控結合產(chǎn)線(xiàn)參數調整,實(shí)現閉環(huán)自動(dòng)粒度控制。

三、系統特點(diǎn)

先進(jìn)的At-line在線(xiàn)粒度檢測控制系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)At-line在線(xiàn)系統),對取樣至回樣全流程精密控制,保障了測試結果真實(shí)有效,使測試結果更好地代表了即時(shí)管道整體樣品的特性,有利于用戶(hù)及時(shí)準確地把控產(chǎn)線(xiàn)健康狀態(tài)和調機決策。

示意圖1 拷貝.jpg

取樣下料系統特點(diǎn)

1.多路徑多口螺旋的高性能產(chǎn)線(xiàn)取樣設計。相對傳統單螺旋取樣裝置,該設計明顯地提高了取樣代表性,即使是顆粒粒徑分布寬的水泥樣品亦可滿(mǎn)足需要。
取樣器 拷貝.png

2.智能的自適應直流電機調速連續取樣系統。產(chǎn)線(xiàn)管道條件瞬息多變,該系統可以根據管道內物料輸送狀態(tài)(例如管道壓力、輸料量、物料分布均勻性等)的變化自適應調整電機轉速,使得取樣量始終處于有產(chǎn)線(xiàn)質(zhì)量代表性的范圍內。連續取樣的設計,使測試結果能敏銳地捕捉產(chǎn)線(xiàn)的短時(shí)波動(dòng)。

3. 兼容連續綜合料和瞬時(shí)料測試,并許可人工加樣驗證設計。在線(xiàn)系統對測量周期內連續樣進(jìn)行產(chǎn)線(xiàn)取樣分析,使測試結果能完整還原生產(chǎn)樣品的粒徑分布,不受產(chǎn)線(xiàn)短時(shí)波動(dòng)的影響。在調機轉產(chǎn)過(guò)程中,系統亦可選擇對瞬時(shí)料進(jìn)行取樣測試。對于難以確認由產(chǎn)線(xiàn)還是測試系統原因導致的結果偏離,At-line在線(xiàn)系統具有擴展的手動(dòng)加樣功能,可以通過(guò)質(zhì)控人員向料斗加入參考標準樣或產(chǎn)線(xiàn)瞬時(shí)樣進(jìn)行測試驗證,以快速判斷結果偏離的原因并及時(shí)響應。

粒度測試系統特點(diǎn)

1. 光源與檢測器一體式平臺底座無(wú)懼環(huán)境影響。At-line在線(xiàn)系統的光學(xué)系統采用整體式外罩、一體式鋁合金底座和模塊化結構設計,防塵防水防振動(dòng)效果明顯,光學(xué)系統采用封閉式免維護設計。采用調試工裝一次性地調節定位光源,輔助探測器和主探測器相對位置,可使不同的在線(xiàn)系統之間的數據保持一致,有利于多條產(chǎn)線(xiàn)質(zhì)量數據的直接比較分析。

2. 長(cháng)焦距單鏡頭光學(xué)設計有效提高離群大小顆粒分析能力。At-line在線(xiàn)系統的光學(xué)系統采用優(yōu)化的透鏡后傅立葉變換結構,光路中的折射、反射面被減到最少,儀器工作時(shí)的背景噪聲降低至極低水平,提高了儀器測量時(shí)的信噪比,對于細顆粒含量能準確測量。556mm長(cháng)焦距檢測系統,使得小散射角度的散射光信號之間能有足夠空間差異被準確探測到,儀器對少量大顆粒組分的測試輕而易舉,準確性和靈敏度高。
紅藍雙色光源結束 0622.jpg

At-line在線(xiàn)系統的光學(xué)設計

3.  高性能進(jìn)口He-Ne氣體激光光源使測試結果始終保持一致且壽命長(cháng)。系統采用進(jìn)口He-Ne氣體激光光源,相比于其他類(lèi)型的激光器具有單色性好、相干性高、發(fā)散角小、穩定性強等優(yōu)點(diǎn)。He-Ne氣體光源采用惰性氣體工作物質(zhì),連續工作中工作物質(zhì)無(wú)損失無(wú)變化,相對于較不穩定的半導體活性工作物質(zhì),He-Ne光源連續穩定工作時(shí)間極長(cháng),且對于供電電壓變化不敏感,更適合于要求苛刻的在線(xiàn)環(huán)境應用,同時(shí)也確保了儀器良好的穩定性和極佳分辨力。
image006(1).png
OMEC高性能進(jìn)口He-Ne激光管(左)vs. 一般He-Ne激光管(右)

4. 精確耐用的干法進(jìn)樣系統。At-line在線(xiàn)系統許可測試分散氣壓范圍0.05~0.5MPa.壓力控制連續可調,配備精密振動(dòng)控制單元及剛玉瓷分散管,可適應于各種樣品及分散強度的測試要求。系統內置分散壓傳感器和負壓傳感器,測試條件精準可控并可追溯。測試窗口全密閉,具有空氣動(dòng)力學(xué)噴射管定位及負壓保護裝置,可有效防止窗口和主機的污染。

5. 與離線(xiàn)激光粒度儀測試數據保持一致。At-line在線(xiàn)系統在設計之初到成熟,確保其測試數據與離線(xiàn)實(shí)驗室數據保持一致一直是優(yōu)先考慮的需求之一。

6. 結合良好的系統數據的重現性,At-line在線(xiàn)系統有利于用戶(hù)在不同場(chǎng)景數據之間的比對交換;對于用戶(hù)研發(fā)、試產(chǎn)、轉產(chǎn)或生產(chǎn)的質(zhì)量數據連貫性和產(chǎn)品質(zhì)量一致性尤其有利。
質(zhì)量參數趨勢圖 拷貝-2.jpg

水泥在線(xiàn)檢測數據圖

回樣和清潔系統特點(diǎn)

1.  二級樣品回輸設計不影響測試精度且避免堆料。通過(guò)分級的樣品回輸設計,對不同回輸路徑回收壓力進(jìn)行匹配設計,At-line在線(xiàn)系統既可以避免單級回料可能存在的堆料問(wèn)題,亦可保障測試環(huán)境的不受產(chǎn)線(xiàn)壓力變化的影響。

2.  風(fēng)刀自動(dòng)清洗技術(shù)顯著(zhù)延長(cháng)免人工維護時(shí)間。通過(guò)創(chuàng )新的風(fēng)刀反向增壓紊流清洗技術(shù),相較于傳統順序壓力梯度清洗方式,At-line在線(xiàn)系統的窗口自潔能力得到了極大地提高,顯著(zhù)地降低了人工手動(dòng)清洗測試窗口的頻度,同時(shí)保障了測試結果始終可靠!以某品牌的PO42.5水泥樣品為例,在風(fēng)刀自動(dòng)清洗維護下,系統無(wú)人干預連續工作3個(gè)月以上,45μm余量、3-32μm含量、32-65μm含量、小于3μm含量皆能保持良好的重現性,且無(wú)趨勢性偏移。在此案例中,無(wú)人干預連續工作超過(guò)3個(gè)月,以上含量連續監控相對標準偏差均在2%以?xún)?。

*此結論通過(guò)實(shí)驗室以水泥標準樣測試,模擬在線(xiàn)工況相同的樣品流量和總進(jìn)樣時(shí)間等條件下得出。
窗口 拷貝.png

帶風(fēng)刀窗口圖

模擬連續工作50周期工況,風(fēng)刀清洗下水泥標樣數據趨勢圖
image.png

測試時(shí)間 

模擬連續工作50周期工況,風(fēng)刀清洗下水泥標樣數據表

測試時(shí)間 

>45μm

<3μm

3~32μm

32~65μm

>65μm

>80μm

0

21.17%

10.27%

57.13%

28.59%

4.00%

0.95%

10

20.92%

10.86%

56.87%

27.86%

4.42%

1.19%

20

21.26%

10.69%

56.97%

27.88%

4.46%

1.29%

30

22.11%

10.85%

55.66%

28.90%

4.58%

1.30%

40

21.27%

10.50%

56.72%

28.61%

4.17%

1.00%

50

21.27%

10.54%

56.57%

28.77%

4.12%

1.04%

平均

21.33%

10.62%

56.65%

28.44%

4.29%

1.13%

SD

0.37%

0.21%

0.48%

0.41%

0.21%

0.14%

RSD

1.7%

2.0%

0.8%

1.5%

4.8%

12.3%

數據顯示和控制總成特點(diǎn)

1.  耐受多種復雜工況的儀器測試環(huán)境調節系統。At-line在線(xiàn)系統可根據用戶(hù)產(chǎn)線(xiàn)現場(chǎng)情況選擇配置環(huán)境調節系統,包含溫濕度控制、壓縮空氣潔凈度控制、電力穩壓控制等。系統可在不同季節、不同電力供應情況下連續平穩運轉。

2.  可自動(dòng)根據物料不同屬性(例如不同規格的礦渣粉、水泥粉)自動(dòng)切換最佳的標準化測試條件,系統以10或15分鐘的時(shí)間間隔連續不斷地輸出時(shí)間間隔內的綜合樣或時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)樣的粒徑信息。測試參數包含D10、D50、D90、D97、45μm余量、80μm余量、3-32μm含量、32-65μm含量、小于3μm含量、重量比表面積等可選。

3.  集中的自動(dòng)控制和多客戶(hù)端數據分配顯示功能。At-line在線(xiàn)系統具有多工業(yè)接口數據對接(例如以太網(wǎng)Profinet、OPC、485Modbus RTU、Profibus DP等各種工業(yè)數據接口),實(shí)時(shí)發(fā)布功能??梢栽诂F場(chǎng)的觸摸屏、遠程DCS中控室,微信小程序等場(chǎng)景實(shí)現測試參數、實(shí)時(shí)數據的查看和交互操作,同時(shí)系統具有工作流程狀態(tài)的可視化查看功能。
微信圖片_20220622145110.png

系統主界面
系統界面圖1 拷貝.jpg

系統主界面

五、技術(shù)指標

系統名稱(chēng)在線(xiàn)粒度檢測控制系統
系統型號At-line


測試單元激光粒度分析儀
測試原理全量程米氏散射理論
激光光源He-Ne氣體激光發(fā)射器、波長(cháng)0.6328μm
測試范圍0.1~1400μm
執行標準GB/T   19077-2016
重復性優(yōu)于2%(標樣D50偏差)
準確性優(yōu)于2%(標樣D50偏差)
光路設計全自動(dòng)光路準直,全自動(dòng)背景修正
鏡片防護雙層氣幕防護,減少鏡片污染
鏡片清潔功能全自動(dòng)風(fēng)刀吹掃,免維護周期長(cháng)
進(jìn)樣方式全自動(dòng)干法分散進(jìn)樣
分散介質(zhì)壓縮空氣
氣壓控制分散氣壓、回收氣壓傳感器實(shí)時(shí)監控
系統激光安全等級安全等級Ⅰ級


取樣單元機械式螺旋取樣裝置
取樣方式全自動(dòng)動(dòng)態(tài)連續取樣,適配多種管徑,可按需求定制
濃度控制自適應調節取樣濃度,減少工藝管道壓力、流量變化的影響
回料方式自動(dòng)回料,適應多種管道環(huán)境,可按需求定制


測試頻率默認每小時(shí)4次,頻率可調,連續工作
控制方式全自動(dòng)閉環(huán)控制系統,無(wú)需人工值守
數據驗證儀器免標定設計;可人工加樣檢驗,支持產(chǎn)線(xiàn)上驗證儀器測量數據的準確性
數據輸出粒度分布數據可按要求定制(如累積分布、區間分布、特征粒徑等),并實(shí)時(shí)發(fā)布到用戶(hù)中控系統畫(huà)面(如DCS)
工業(yè)數據接口及協(xié)議以太網(wǎng)接口OPC   UA、Profinet等,485接口Modbus RTU等協(xié)議
云監控系統支持將數據傳輸至云端服務(wù)器,可通過(guò)微信小程序監控運行過(guò)程,隨時(shí)掌控生產(chǎn)情況


工作環(huán)境溫度:-20℃~50℃,濕度≤80%
用電要求AC380V、50Hz,1.5kW,可靠接地
壓縮空氣要求氣源壓力≥0.5MPa,壓力露點(diǎn)≤-20℃,瞬時(shí)流量≥1m3/min,經(jīng)油水分離器過(guò)濾的潔凈空氣
空間要求主機柜 1500*700*800mm(W*H*D)
    進(jìn)樣器 500*600*700mm(W*H*D)
    回樣箱 500*900*600mm(W*H*D)
    其他裝置根據現場(chǎng)情況定制

六、系統安裝和施工要求

At-line在線(xiàn)系統定制安裝服務(wù)流程

現場(chǎng)環(huán)境考察與定制系統配置方案

根據客戶(hù)現場(chǎng)情況確定取樣點(diǎn),制作系統組件支架

安裝在線(xiàn)激光分析系統各組件

進(jìn)樣器與主機通信,所有控制及動(dòng)作通過(guò)軟件操作實(shí)現

取樣器、進(jìn)樣器、回樣器等與產(chǎn)線(xiàn)適配安裝

電源接入和氣源連接

光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、485等數據接口與DCS系統連接

系統調試和試運行,系統驗收

At-line在線(xiàn)系統施工要求

電源:AC380V、50Hz,1.5kW,可靠接地

氣源:氣源壓力≥0.5MPa,壓力露點(diǎn)≤-20℃,

   瞬時(shí)流量≥1m3/min,經(jīng)油水分離器過(guò)濾的潔凈空氣

溫濕度環(huán)境:最大可支持范圍 -20℃~50℃,濕度≤80%

空間尺寸:不低于以下各設備尺寸的總體空間要求
尺寸圖.png

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