近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)選煤行業(yè)逐漸趨向于自動(dòng)化和智能化發(fā)展，對(duì)儀表檢測(cè)要求也越來(lái)越高，各種煤位測(cè)量料位計(jì)也高速發(fā)展，主要分為接觸式和非接觸式2類。接觸式料位計(jì)包括重錘式料位計(jì)、電容式料位計(jì)和壓力感應(yīng)式等，非接觸式料位計(jì)包括超聲波料位計(jì)、雷達(dá)料位計(jì)、放射性料位計(jì)、圖像處理和激光技術(shù)等。
通過(guò)對(duì)上述幾種料位計(jì)的分析，接觸式料位計(jì)必須通過(guò)接觸物料來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)料位的測(cè)量，接觸式料位計(jì)工作基本不受倉(cāng)內(nèi)惡劣環(huán)境的影響，測(cè)量較準(zhǔn)確。但是接觸式料位計(jì)設(shè)備相對(duì)較復(fù)雜，安裝工程量大，由于工作時(shí)與煤料不停接觸摩擦，使得接觸式料位計(jì)機(jī)械磨損大、維護(hù)量高，不適合于長(zhǎng)期使用。對(duì)于重錘料位計(jì)而言，長(zhǎng)時(shí)間磨損可能會(huì)使得鋼絲繩斷裂，影響料位計(jì)的長(zhǎng)期使用，并且電容式料位計(jì)容易受到環(huán)境的影響，測(cè)量誤差較大。
對(duì)比接觸式監(jiān)測(cè)，非接觸式料位計(jì)采用遠(yuǎn)程發(fā)送監(jiān)測(cè)信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)料位高度，避免了監(jiān)測(cè)設(shè)備和煤料的接觸，降低設(shè)備的磨損，有利于設(shè)備長(zhǎng)期工作，大大減小設(shè)備的維護(hù)。目前測(cè)量?jī)x表都向智能化、集成化和小型化方向發(fā)展，使得安裝、維護(hù)更加方便。但是接觸式料位計(jì)監(jiān)測(cè)容易受到倉(cāng)內(nèi)惡劣環(huán)境的影響，倉(cāng)內(nèi)的環(huán)境對(duì)信號(hào)有著較大的干擾，影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)比上述介紹的幾種非接觸式料位計(jì)的監(jiān)測(cè)方式，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。超聲波料位計(jì)發(fā)射的是超聲波信號(hào)，是一種聲波，在傳播過(guò)程中很容易受到干擾造成虛假反射，溫度太高時(shí)影響信號(hào)的發(fā)射，在應(yīng)用過(guò)程中受到一定的局限性。基于圖像處理技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)料位時(shí)，由于倉(cāng)內(nèi)光線不足，怎么去采集到有效的圖像信息，直接影響到監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。倉(cāng)內(nèi)下料速度較慢，導(dǎo)致采集到的圖像信息可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)，處理起來(lái)難度很大，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用較少。雷達(dá)料位計(jì)是目前被廣泛應(yīng)用的監(jiān)測(cè)方式，因其測(cè)量信號(hào)不受空氣波動(dòng)影響，穿透能力強(qiáng)、信號(hào)衰減較小、測(cè)量距離較大，適合在倉(cāng)內(nèi)惡劣環(huán)境下使用。常見(jiàn)料位計(jì)的性能比較如表 1 所示。
不管是接觸式料位計(jì)，還是超聲波、雷達(dá)、激光等監(jiān)測(cè)方式，都是傳統(tǒng)的單點(diǎn)式測(cè)量，只能測(cè)定一個(gè)點(diǎn)或者很小范圍的料位情況。但是煤倉(cāng)內(nèi)部空間較大，原煤進(jìn)入煤倉(cāng)后自然堆積，會(huì)出現(xiàn)“山峰狀”堆積，料面是不平的；在生產(chǎn)下料過(guò)程中，由于出料口大小的阻塞以及數(shù)量的影響，料面會(huì)形成一個(gè)或者多個(gè)凹陷。在這種情況下，使用傳統(tǒng)的單點(diǎn)式料位計(jì)，它所測(cè)得的結(jié)果不能代表整個(gè)煤倉(cāng)內(nèi)料位高度，了解不到倉(cāng)內(nèi)整個(gè)料面的情況。如果料位監(jiān)測(cè)缺乏準(zhǔn)確性，會(huì)造成生產(chǎn)中發(fā)生事故，影響選煤廠安全管理。當(dāng)倉(cāng)內(nèi)料位過(guò)低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)空倉(cāng)情況，影響后續(xù)的選煤流程，并且倉(cāng)內(nèi)給料時(shí)容易砸壞倉(cāng)底的給煤機(jī)；當(dāng)料位超出上限時(shí)，會(huì)出現(xiàn)滿倉(cāng)情況，和倉(cāng)頂?shù)钠н\(yùn)輸機(jī)摩擦，會(huì)引起火災(zāi)，因此準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)倉(cāng)內(nèi)料位意義重大。
在這種傳統(tǒng)料位計(jì)的監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，3D料位計(jì)被開(kāi)發(fā)并投入使用，它是一款新型的料位監(jiān)測(cè)方式，具有良好的穿透性，并且它有自潔功能，可防止物料黏附在設(shè)備內(nèi)表面，適用于倉(cāng)內(nèi)粉塵濃度大的環(huán)境。3D料位計(jì)在物料表面多點(diǎn)掃描后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)算法對(duì)接收信號(hào)處理后，在上位機(jī)顯示三維圖像，準(zhǔn)確直觀地反映物料進(jìn)出料情況，實(shí)現(xiàn)真正的可視化，讓現(xiàn)場(chǎng)工作人員隨時(shí)了解物料真實(shí)情況，杜絕事故發(fā)生，消除安全隱患。
