Yeni Proses Seviye Ölçüm Teknolojisi ve Hammadde Yönetimine Etkileri

👤Ümit ŞAYF, Enstrümantasyon Bölüm Sorumlusu – Geotek
Gıda, çimento, kimya, plastik gibi geniş depo alanlarına sahip sektörlerde sürekli üretim giderleri ve hammadde kontrolü yapılması gerekmektedir. Yüzlerce çeşit depo alanı ve silolarda depolanan çeşitli şekillerde ve boyutlardaki maddeler tozlanmaya, depo içerisinde sıcaklık değişikliklerine ve düzensiz yüzey şekillerine neden olur. Kullanılan diğer ölçüm yöntemleri ve limitleri Bugüne kadar silo ve diğer depo alanlarında sürekli seviye ölçümü için dört değişik teknoloji kullanılıyordu; üçlü elektromekanik (yo-yo) seviye sensörü, ultrasonik seviye sensörü ve radar seviye sensörü. Sadece tek noktadan malzeme yüksekliğinin ölçümünü sağlayan bu ölçüm teknikleri ortalama seviye ve hakim bilgilerinin ölçümünde hatalara yol açar. Dördüncü ölçüm olan load cell (yük hücresi) ise dolu olan silonun ağırlığından boş silo ağırlığını çıkartarak sonuca ulaşır. Hassas bir ölçüm olmasının yanı sıra tank veya silonun yapım aşamasında monte edilebilmesi, aksi taktirde montaj maliyetinin yüksek olması dezavantajdır. Ayrıca yük hücreleri, sadece ayaklar üzerine oturtulmuş silo ve tanklarda kullanılabilir. APM 3DLevelScanner APM Automation Solutions’un APM 3DLevelScanner modeli, Avrupa marketlerinde yüzlerce değişik uygulamada kullanılmıştır. Bu yeni teknoloji transdüserler malzemenin tüm yüzey alanının ölçümü ve haritalanması için düşük frekansta sinyaller gönderir ve patentli algoritması sayesinde geri dönen sinyallerin geliş açılarını değerlendirerek malzeme yüzeyinin 3 boyutlu haritasını çıkartır. APM 3DLevelScanner ile önceki teknolojilerle yapılamayan seviye, hacim ve kütle ölçümleri sorunsuzca yapılabilmektedir. Tüm katı ve sıvı maddelerin ölçümünde kullanılabilen bu cihaz sınırsız sayıda konteyner, depo alanı, silo ve tank uygulamalarında olumlu sonuç vermektedir. Silo içerisindeki malzemenin sıklıkla yüzey şeklinin değiştiği durumlarda bile hassas ölçüm yapmaya devam eder. APM kullanıcıya daha fazla hassasiyet, performans artışı, güvenilirlik, dayanıklılık, kurulum kolaylığı ve kullanım rahatlığı sunar. APM cihazı kullanıcıya sürekli seviye ölçümü için uygun fiyat-özellik-hassas ölçüm çözümü sunmaktadır. Bu çözüm aynı zamanda proses kontrolü, hammadde yönetimi, izleme ve kullanım tahmininin kolayca ve hassas olarak yapılmasını sağlar; verimi artırdığı gibi hammadde atık oranını azaltır; üretimi düzene girmesine yardımcı olur; hammadde siparişlerini optimize edip dolum maliyetlerinin düşürülmesine olanak sağlar. Şu an kullanılan diğer ölçüm tekniklerinin limitleri ve problemleri göz önüne alındığında, tüm uygulamalarda sonuç verebilen sağlam, teknolojik olarak avantajlı, hassas, tüm silo ve depo alanlarında kullanılabilen bir cihaz olarak APM 3DLevelScanner müşteri ihtiyaçlarını tam anlamıyla karşılayabilmektedir. Nasıl çalışır? 3DLevelScanner 2 boyutta, düşük frekanslı dalgaları göndererek silo veya tank içerisinde bulunan malzemeden geri dönen eko ve palsleri alır. Enstrüman içerisinde bulunan işlemci gelen sinyallerin örneklenmesini ve analizini yapar. İşlemci ulaşan sinyallerin süresi ve ekolarını değerlendirip yüzeyin 3 boyutlu resmini çıkartarak bilgisayara gönderir. APM 3DLevelScanner ölçülen malzemenin tipinden etkilenmez, özel bir kalibrasyon gerektirmez, tozlanma, dolum veya boşaltım sırasındaki gürültü, nem ve sıcaklık değişimlerinden etkilenmez. Düşük frekans, ek özellikler ve özel algoritma APM’nin hassas ölçüm sistemi ve tozlu ortamlarda bile ölçüm yapabilmesi aşağıdaki üç temel farktan meydana gelmektedir: 1. Düşük frekansta sinyal gönderimi (5 kHz’in altında), 2. A 3 anten sistemi sadece gönderilen ve geri dönen sinyaller arasındaki zaman farkını değil sinyallerin geri dönüş açılarını da ölçer. 3. Özel algoritması yardımıyla silo veya depo alanındaki malzemenin yüzey haritasını çıkartır. Geniş açılı sinyal gönderen ultrasonic cihazlar tek anten kullandıkları için geri dönen sinyalin malzeme yüzeyinden mi yoksa silo duvarlarından mı döndüğünü tayin edemezler. Bu tip problemlerle karşılaşmamak için sensör üreticileri yüksek frekansta, dar bir açı ile sinyal gönderen sensörleri icat ettiler. Bu sensörlerin gönderdiği sinyalin açısı son derece dar olduğundan gönderilen sinyal silo duvarlarına temas etmiyor, böylece ölçüm hatasına yol açmıyordu. Ancak bu tip ölçümler de tozlu ortamlarda sonuç vermiyor, hatalı ölçümlere neden oluyordu. APM teknolojisinin avantajı ise üç antenli sistemi kullanarak düşük frekansta 70 derecelik geniş bir açı ile sinyal göndermesi (gönderilen sinyalin frekansı yayılım açısı ile ters orantılıdır) ve malzeme yüzeyinden geri dönen sinyallerin yönünü ve koordinatlarını analiz edebilen patentli algoritmasıdır. 3DLevelScanner her 10-15 saniyede bir geri dönen sinyallerin x-y-z koordinatlarını analiz edebilmektedir. Tüm bu özellikler bir araya getirdiğinde son derece hassas bir ölçüm elde edilir. Kullanılan diğer tek sensörlü çözümler malzeme yüzeyi üzerinde sadece tek noktadan ölçüm yapabilmektedir. APM’nin sensörü DOA (Direction of Arrival) algoritmalarını kullanarak ekoların silo içerisindeki yansıma ve zamanlamalarını hesaplar ve kurulum aşamasında önceden girilmiş silo şekline bağlı olarak malzeme yüzeyinden geri dönen bütün ekolar hesaplanır. (Silo duvarlarından dönen ekolar hesaba katılmaz.)