Senzori de temperatură și cabluri pentru monitorizarea silozurilor de cereale

Cuvinte cheie principale:Cablu de temperatură a cerealelor, senzor de temperatură a cerealelor, sistem de monitorizare a cerealelor, monitorizare a temperaturii silozului

Cuvinte cheie înrudite: Cablu de temperatură a rezervorului de cereale, Sistem de monitorizare a temperaturii silozului de cereale, Senzor de temperatură cu mai multe puncte, Monitorizare a temperaturii de depozitare a cerealelor, Cablu senzor de siloz

În timpul depozitării pe termen lung a cerealelor, temperatura, umiditatea și concentrația de dioxid de carbon sunt indicatori importanți utilizați pentru a evalua starea cerealelor. Deși cerealele au fost deja recoltate și depozitate, ele rămân active biologic și continuă să respire.

Atunci când în interiorul unei mase de cereale apare umiditate excesivă, activitate de insecte, creșterea mucegaiului, aerare neuniformă sau condens, se poate genera căldură localizată. Aceste puncte fierbinți sunt adesea greu de detectat din exteriorul structurii de depozitare.

Din acest motiv, de încrederesenzori de temperatură a cerealelorşicabluri de temperatură a cerealelor sunt componente esențiale ale instalațiilor moderne de depozitare a cerealelor, fabricilor de furaje, fabricilor de procesare a cerealelor și silozurilor comerciale mari.

Cu toate acestea, simpla instalare a mai multor cabluri de temperatură nu garantează o monitorizare eficientă. Numărul de cabluri, pozițiile de instalare, distanța orizontală, distanța verticală a senzorilor și metoda de analiză a datelor influențează în mod direct performanța monitorizării.

În silozurile cu diametru mare, cablurile insuficiente sau prost distribuite pot lăsa zone semnificative ale masei de cereale nemonitorizate, permițând încălzirii localizate să continue înainte ca aceasta să fie detectată.

De ce temperatura cerealelor trebuie monitorizată în mod continuu

Schimbările de temperatură în interiorul cerealelor depozitate apar rareori uniform. Umiditatea cerealelor, concentrația de materiale străine, modelele de încărcare, transferul de căldură pe perete, condensul pe acoperiș, fluxul de aer și condițiile meteorologice sezoniere pot crea diferențe mari de temperatură în același siloz.

Când umiditatea cerealelor este prea mare, mucegaiul și activitatea microbiană pot crește și eliberează căldură. Activitatea concentrată a insectelor poate provoca, de asemenea, creșteri locale de temperatură. Dacă această căldură nu este disipată, zona afectată se poate extinde treptat și poate provoca:

Un de încrederesistem de monitorizare a temperaturii de depozitare a cerealelornu ar trebui să afișeze doar temperaturile actuale. De asemenea, ar trebui să înregistreze date istorice și să identifice tendințele în schimbare la fiecare punct de măsurare.

În comparație cu o singură citire a temperaturii, creșterea continuă a temperaturii, diferențele dintre senzorii din apropiere și modificările în timp sunt adesea mai utile pentru detectarea riscurilor în curs de dezvoltare.

De exemplu, un senzor poate fi încă sub pragul de alarmă, dar dacă temperatura lui continuă să crească timp de câteva zile, managerii de depozitare ar trebui să investigheze zona.

Prin urmare, managementul modern al cerealelor ar trebui să ia în considerare tendințele temperaturii, condițiile exterioare, înregistrările de aerare și umiditatea cerealelor împreună, mai degrabă decât să se bazeze doar pe cea mai înaltă temperatură.

Senzorii de temperatură utilizați în depozitarea cerealelor includ în principal termocupluri și termistori. Aceste tehnologii diferă prin principiul de măsurare, structura cablului, conversia semnalului și cerințele de întreținere.

Cabluri de temperatură pentru termocuplu

Termocuplurile măsoară temperatura prin tensiunea electrică generată la joncțiunea a două metale diferite.

Termocuplurile de tip T sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile de depozitare a cerealelor. Joncțiunile lor de detectare sunt instalate în diferite poziții de-a lungul unui cablu.

Distanța verticală tipică dintre senzori poate include aproximativ:

Distanța corectă depinde de înălțimea silozului, tipul de cereale, cerințele de monitorizare și bugetul proiectului.

Pentru a rezista la forțele create în timpul încărcării, descărcării și tasării cerealelor, firele de termocuplu sunt de obicei combinate cu un cablu de oțel portant și protejate de o manta exterioară durabilă.

Semnalele senzorilor sunt transmise la un dispozitiv de comutare sau de conversie, unde sunt convertite în informații digitale pentru software-ul de monitorizare sau echipamentele de control.

Cabluri de temperatură cu termistor

Un termistor NTC este un rezistor sensibil la temperatură a cărui rezistență scade pe măsură ce temperatura crește.

Termistorii sunt utilizați pe scară largă încabluri de temperatură a containerului de cerealedatorită dimensiunilor lor compacte, stabilității bune și preciziei de măsurare fiabile.

Unele cabluri digitale de temperatură utilizează o structură exterioară portantă separată și un miez de detectare intern detașabil.

Cablul exterior ranforsat rezista la presiunea cerealelor si la fortele de tractiune, in timp ce miezul senzorului intern colecteaza date de temperatura. Dacă un senzor se defectează, miezul interior poate fi îndepărtat și înlocuit fără a îndepărta cablul de susținere complet.

Această structură cu miez înlocuibil poate reduce semnificativ costurile de întreținere, în special în silozuri adânci, containere mari de depozitare și instalații în care cerealele nu pot fi îndepărtate cu ușurință.

Datele digitale de temperatură pot fi transmise prin RS485, Ethernet sau comunicare fără fir către asistem de monitorizare a cerealelorpentru:

De ce contează numărul de cabluri de temperatură

Încălzirea localizată are loc adesea într-o zonă relativ mică a masei de cereale.

Dacă sunt instalate prea puține cabluri, cel mai apropiat senzor poate fi situat departe de punctul fierbinte. Deteriorarea cerealelor poate continua o perioadă lungă înainte ca căldura să ajungă la senzor.

Prin urmare, un sistem de monitorizare a cerealelor nu trebuie evaluat doar întrebând dacă sunt instalate cabluri. De asemenea, ar trebui să ia în considerare:

Dacă centrul silozului este monitorizat

Dacă sunt instalați suficienți senzori lângă peretele silozului

Dacă distanța orizontală dintre cabluri este prea mare

Dacă distanța verticală dintre senzori este adecvată

Dacă sunt monitorizate zonele predispuse la condens și cele cu risc ridicat

Dacă sistemul poate detecta încălzirea locală și nu numai temperatura medie

Într-un recipient mic pentru cereale, un cablu central poate oferi informații de referință limitate.

Cu toate acestea, pe măsură ce diametrul silozului crește, un singur cablu central devine din ce în ce mai inadecvat. Silozurile mari necesită în mod normal o combinație de cabluri de temperatură centrală, inel interior și inel exterior.

Numărul de cabluri ar trebui să crească odată cu diametrul silozului, adâncimea cerealelor și riscul de depozitare, în loc să rămână fix pentru fiecare proiect.

De ce producătorii recomandă diferite modele de cabluri

Diferiți furnizori de monitorizare a cerealelor pot recomanda cantități foarte diferite de cablu și poziții de instalare pentru silozuri de același diametru.

De exemplu, într-un siloz de aproximativ 18,2 metri în diametru, un model poate recomanda 11 cabluri, în timp ce altul poate recomanda doar opt.

Pentru un siloz cu un diametru de aproximativ 27,4 metri, un furnizor poate recomanda 18 cabluri, iar altul poate recomanda 19. Raza de instalare a inelelor interioare și exterioare a cablurilor poate diferi, de asemenea, semnificativ.

Aceste diferențe arată că nu există o singură formulă simplă de aranjare potrivită pentru fiecare structură de depozitare a cerealelor.

Motivele posibile includ:

Diferite tehnologii de senzori

Spațiere verticală diferită a senzorilor

Diferite diametre de siloz și adâncimi de cereale

Diferite soiuri de cereale și niveluri de umiditate

Diferite sisteme de aerare

Rezistență diferită a cablului și structuri portante

Algoritmi de alarmă diferiți

Standarde diferite de management al riscului

Diferite bugete de proiect

La selectarea unuisistem de monitorizare a temperaturii silozurilor de cereale, cumpărătorii nu ar trebui să compare doar prețul cablului sau cantitatea cablului.

Ei ar trebui să înțeleagă, de asemenea, cum a determinat furnizorul pozițiile cablurilor și dacă designul propus se potrivește cu condițiile reale ale silozului.

Un senzor poate monitoriza o rază fixă?

Unele modele de monitorizare a temperaturii calculează cantitatea de cablu presupunând că un senzor poate monitoriza cerealele într-o rază fixă.

De exemplu, un furnizor poate pretinde că un senzor de temperatură monitorizează cerealele pe o rază de aproximativ 2,7 metri.

Deși această abordare este ușor de înțeles, poate simplifica prea mult transferul de căldură în interiorul cerealelor depozitate.

Un senzor de temperatură măsoară temperatura în locația sa fizică. Nu scanează direct toate cerealele din jur.

Dacă încălzirea are loc departe de senzor, căldura trebuie să se deplaseze prin masa de cereale prin conductie sau flux de aer înainte ca schimbarea temperaturii să ajungă la senzor.

Viteza de mișcare a căldurii depinde de mai mulți factori:

Tipul cerealelor

Umiditatea cerealelor

Porozitatea cerealelor

Material străin

Direcția fluxului de aer

Operare de aerare

Temperatura exterioară

Durata încălzirii

Dimensiunea punctului fierbinte

În timpul aerării mecanice, aerul în mișcare poate transporta căldură și permite unui senzor din apropiere să detecteze schimbarea mai rapid.

Fără aerare, transferul de căldură prin cereale poate fi relativ lent. Prin urmare, o problemă localizată situată departe de un cablu poate rămâne nedetectată pentru o perioadă lungă de timp.

Din acest motiv, desenarea unui cerc sau sferă fix în jurul fiecărui senzor nu reprezintă pe deplin adevărata performanță a unuisistem de monitorizare a temperaturii silozului.

Afirmațiile de „acoperire 100%” ar trebui evaluate cu atenție

Dacă se presupune că fiecare senzor monitorizează un volum sferic, apare o altă problemă: zonele sferice nu pot umple complet un siloz de cereale cilindric fără goluri sau suprapuneri.

Unele cereale pot cădea în afara tuturor zonelor presupuse de senzori, în timp ce alte zone pot fi numărate de mai multe ori, deoarece sunt situate în zone suprapuse.

Atunci când zonele care se suprapun sunt numărate în mod repetat, acoperirea de monitorizare calculată poate fi semnificativ supraevaluată.

O analiză a comparat trei aranjamente de cabluri de temperatură:

Un cablu instalat în centrul silozului

Trei cabluri distribuite în interiorul silozului

Un cablu central plus șase cabluri din jur, pentru un total de șapte

Unele materiale din industrie au descris acoperirea de monitorizare a acestor aspecte ca fiind de aproximativ 15%, 50% și 100%.

Cu toate acestea, când s-au recalculat distanța verticală a senzorilor și volumele de monitorizare geometrică, procentele estimate ale volumului care nu se suprapun au fost mult mai mici:

Chiar și atunci când au fost incluse zone suprapuse pe verticală, valorile estimate au fost doar de aproximativ 9,6%, 28,7% și 66,9%.

Aceste calcule nu înseamnă că cablurile de temperatură sunt ineficiente.

În schimb, ele arată că performanța sistemului nu ar trebui judecată doar după un procent de acoperire geometrică simplificat.

Valoarea reală a unui sistem de monitorizare a temperaturii este capacitatea sa de a monitoriza continuu punctele distribuite și de a reduce timpul necesar pentru a detecta încălzirea anormală.

Cum să proiectați un aspect eficient al cablului de temperatură a cerealelor

Un științificDispunerea cablului de temperatură a cerealelorar trebui să se bazeze pe structura silozului, caracteristicile cerealelor și operațiunile de depozitare, mai degrabă decât pe o cantitate fixă ​​de cablu.

1. Determinați distribuția orizontală în funcție de diametrul silozului

Pe măsură ce diametrul silozului crește, distanța dintre cablul central și peretele silozului devine mai mare.

Prin urmare, silozurile cu diametru mare necesită cabluri suplimentare pentru inelul interior și inelul exterior.

Un aranjament central, inel interior și inel exterior poate reduce spațiile mari nemonitorizate dintre centrul silozului și perete.

2. Determinați cantitatea senzorului vertical în funcție de adâncimea cerealelor

Stratificarea temperaturii devine mai semnificativă pe măsură ce crește adâncimea granulelor.

Stratul de cereale superior poate fi afectat de condensul acoperișului și de temperatura exterioară. Stratul inferior poate fi afectat de pardoseală și de fluxul de aer de aerare. Încălzirea se poate dezvolta și în mijlocul masei de cereale.

Prin urmare, senzorii ar trebui să fie distribuiți vertical de-a lungul cablului, mai degrabă decât să fie concentrați doar în partea de sus sau de jos.

3. Creșterea monitorizării în zonele cu risc ridicat

Unele locații au un risc mai mare de încălzire localizată, inclusiv:

Zone cu materiale străine concentrate

Zone neuniforme de încărcare a cerealelor

Zone de scurgeri pe acoperiș

Secțiuni de perete predispuse la condens

Zonele moarte de aerare

Zonele din apropierea intrărilor de cereale

Pot fi necesari senzori suplimentari sau distanțe mai apropiate ale cablurilor în jurul acestor locații.

4. Luați în considerare rezistența mecanică și întreținerea

În timpul încărcării și descărcarii, cerealele creează forțe de tracțiune, forfecare și laterale asupra cablurilor de temperatură.

Un de încrederecablu senzor siloz cerealetrebuie să ofere nu numai măsurători precise, ci și rezistență adecvată la tracțiune, rezistență la uzură și suspensie sigură.

Pentru containere adânci și silozuri mari, cablurile de temperatură blindate sau cu miez înlocuibil pot reduce dificultatea viitoare de întreținere.

5. Stabiliți o analiză continuă a datelor

Sistemul de monitorizare ar trebui să stocheze temperaturile istorice pentru fiecare senzor și să sprijine analiza:

Rata de creștere a temperaturii

Diferențele de temperatură între senzorii din apropiere

Temperatura maxima

Zone anormale

Durata alarmei

Tendințe sezoniere

Setările de alarmă nu ar trebui să se bazeze doar pe o temperatură maximă fixă. De asemenea, trebuie luate în considerare creșterea continuă a temperaturii, creșterea diferențelor de temperatură și durata condițiilor anormale.

Temperatura, umiditatea și dioxidul de carbon ar trebui evaluate împreună

Temperatura este unul dintre cei mai importanți indicatori ai stării cerealelor, dar numai temperatura are limitări.

Când activitatea mucegaiului sau a insectelor a început doar recent, căldura generată poate să nu fie încă suficientă pentru a produce o creștere clară a temperaturii.

Umiditatea relativă sau concentrația de dioxid de carbon se pot schimba mai devreme.

Prin urmare, o soluție mai completă de monitorizare a cerealelor poate combina:

Senzori de temperatura multipunct

Măsurarea umidității cerealelor sau a umidității relative de echilibru

Senzori de dioxid de carbon

Senzori de temperatura si umiditate exterioare

Înregistrările operațiunilor de aerare

Date de testare a umidității cerealelor

Prin compararea mai multor indicatori, managerii de depozitare pot reduce riscul de interpretare greșită a unei singure măsurători și pot lua decizii mai bune în ceea ce privește aerarea, răcirea, întoarcerea cerealelor sau fumigația.

Sistemele de monitorizare a cerealelor ar trebui să ofere avertismente de risc

Echipamentul tradițional de temperatură a cerealelor afișează în principal temperatura la fiecare punct de măsurare.

Un modernsistem de monitorizare a cerealelorar trebui să ofere, de asemenea, stocarea datelor, analiza tendințelor și avertismente timpurii privind riscurile.

Un sistem complet poate include:

Cabluri pentru temperatura cerealelor

Senzori de temperatura multipunct

Unități de achiziție a datelor de temperatură și umiditate

Comunicare RS485 sau Ethernet

Monitorizarea computerelor sau a platformelor cloud

Curbe de temperatură și diagrame siloz

Alarme de temperatură ridicată

Alarme de încălzire continuă

Interfete de control al aerării

Rapoarte de date istorice

Prin colectarea datelor de la diferite tipuri de cereale, sezoane și structuri de depozitare, unitățile de cereale pot stabili treptat standarde de alarmă potrivite propriilor condiții, în loc să se bazeze în întregime pe limitele generale de temperatură.

Soluții de monitorizare a temperaturii cerealelor Langfang Zhaosui

Langfang Zhaosui Temperature Measurement Cable Co., Ltd. este specializată în cercetarea, dezvoltarea și producția de cabluri de temperatură a cerealelor, senzori de temperatură și umiditate, unități de achiziție de date și sisteme de monitorizare a cerealelor.

Soluțiile pot fi concepute pentru:

Depozite de cereale plate

Coșuri de cereale

Silozuri comerciale mari

Silozuri de furaj

Silozuri de materiale industriale

Structuri de depozitare adânci

Fiecare soluție poate fi configurată în funcție de diametrul silozului, înălțimea silozului, materialul depozitat, cantitatea necesară de senzor și distanța de comunicare.

Pentru proiecte mari de depozitare a cerealelor, creșterea numărului de cabluri de temperatură, optimizarea distribuției senzorilor centrali și din jur și analiza tendințelor de temperatură sunt mai practice decât să te bazezi pe o rază de monitorizare fixă ​​revendicată.

Cablurile de temperatură cu miez înlocuibil blindate utilizează o structură externă portantă pentru a proteja senzorii interni.

Atunci când este necesară întreținere, miezul de detectare intern poate fi îndepărtat și înlocuit, contribuind la reducerea costurilor de golire a silozului și reinstalarea cablului complet.

Atunci când este conectat la unități de achiziție a temperaturii și umidității în mai multe puncte, la software-ul de monitorizare a cerealelor și la echipamente de comunicare, sistemul poate furniza:

Colectare automată a temperaturii

Curbe de tendințe istorice

Afișarea temperaturii strat cu strat

Alarme de temperatură ridicată

Monitorizare de la distanță

Analiza stării cerealelor

Concluzie

Senzorii de temperatură și cablurile de temperatură a cerealelor sunt componente esențiale ale depozitării în siguranță a cerealelor. Cu toate acestea, eficacitatea sistemului nu poate fi evaluată doar prin prezența echipamentelor sau printr-un procent de acoperire simplificat.

O soluție de monitorizare fiabilă ar trebui să ia în considerare:

Diametrul silozului

Adâncimea granulelor

Spațiere verticală dintre senzori

Cantitatea cablurilor

Poziții de instalare a cablurilor

Umiditatea cerealelor

Condiții de aerare

Structura senzorului

Tendințe istorice ale temperaturii

Pentru silozurile mari de cereale, monitorizarea distribuită cu cabluri de temperatură multiple, combinată cu informații despre umiditate, dioxid de carbon și aerare, poate oferi un avertisment mai devreme privind încălzirea localizată, mucegaiul și activitatea insectelor.

Amplasarea cablurilor științifice, colectarea continuă a datelor și interpretarea corectă a tendințelor de temperatură sunt cheile pentru atingerea valorii depline a unuisistem de senzori de temperatură a cerealelor.