粉尘物位是指除尘器灰斗、灰仓等容器中固体粉尘状或颗粒物在容器中堆积的高度。在湿式除尘器中指液面的高度。
粉尘物位测量的主要目的有两个：一个是通过物位测量来确定容器中的粉尘数量，以保证除尘工作正常进行；另一个是通过物位测量，了解物流是否在规定的范围内，以便安全生产。
一、物位测量的基本要求和物位仪表分类
1.物位测量的基本要求
①要能够适应工业生产过程对象所具有的各种粉尘特性，正确无误地测量出物位值。
②要能经受被测介质各种物理性能、化学性能和具体工作条件的影响，正确进行连续测量，并传递信息。
③要有足够的精度，使用可靠、维修方便。
2.物位仪表分类
物位仪表按测量液位、料位、界面分类如下。
①测量液位的仪表有：玻璃管式、称重式、浮力式、静压式、电容式、电阻式、电感式、超声波式、辐射式、激光式、微波式等。
②测量料位的仪表有：重锤探测式、音叉式、超声波式、激光式、辐射式等。
③测量界面的仪表有：浮力式、差压式、电极式和超声波式。
如果按精度、工作条件及测量范围进行选择，可归纳为如图：
二、辐射式物位仪
辐射式物位检测仪表属放射性、非接触式仪表，不受被测介质的物化性质和工艺操作参数的影响，适用于密封容器内高温、高压、高粘度、清腐蚀性、剧毒物料的料位连续测量和位式测量。
物质都是由元素所组成，构成元素的最小单位是原子，原子时由原子核及绕核旋转的电子组成，原子核又由带正电荷的质子和中性中子组成。有的同种元素，其原子核中质子数相同，而中子数不同，但是原子序数相同，在元素周期表序列中占同一位置，称这类元素为同位素。同位素有两种状态，即稳定状态和不稳定状态。不稳定同位素会放射出一些粒子逐渐蜕变为稳定状态，将不稳定状态的同位素称之为放射性同位素。辐射式仪表就是利用放射性同位素作为放射源或辐射源。
放射性物质放射出来的射线与被放射线辐射的物质之间的作用有三种形式。电离、散射和吸收。电离是物质在射线作用下，高能量的带电粒子和物质中的原子相碰撞。使原子钟被束缚的电子获得足够能量而变成自由电子。散射是带电粒子在物质中穿行时，受原子核电场的相互作用而改变运动的方向。吸收作用时电离作用和散射作用的结果。
辐射源的选择是根据被测介质的密度，容器的材质、壁厚、直径等因素进行选择。要求辐射轻度较弱时可选用镭-226，要求强度较强时，可选用铯-137；厚壁容器要求穿透能力强时，可选用钴-60。
1.工作原理
辐射式物位仪工作原理如图。对于大量径厚壁容器，为测量容器内高粘度的液体，选用辐射能强的同位素钴-60作为放射源，当放射源房射入r射线穿越金属器壁和粘稠液体时，由于r射线带电粒子与金属壁厚及粘稠液体之间的相互作用，粒子的能力大部分被器壁和液体吸收，只有少量的粒子能穿过容器。液体液位越高吸收能力越强，则能穿透容器的粒子越少。辐射式物位检测仪表就是利用物质对放射性同位素射线的吸收作用来测量物位的。
辐射式物位检测系统方块图，如图：
2.物位测量仪组成
辐射式物位测量仪表由发射源、探测器、信号处理器和显示仪组成。
1）发射源 铅包容器内同位素放射源，发出射线。
2）探测器 传感元件，接收射线强度信号，并转换为电信号。
3）信号探测器类型 电离箱、盖革计数管和闪烁计数管。
4）信号处理器 将探测器输出电信号经运算处理，并转换成标准信号。
5）显示仪 接受标准信号，显示物位高度。
3.安装
辐射式物位仪表安装并不复杂，工艺设备无需预留开孔连接件，但是，安全卫生要求非常严格。在安装过程中应考虑安装人员安全，还应考虑生产操作人员、维护人员的安全。
发射源装置未抵现场之前，必须预先同保卫、卫生、安全部分联系，确定保存低点，去报管责任。
发射源到货后必须对放射源进行外观检测，查看装置开关锁是否完好无损，并实测安装尺寸，以备支架预制用。并将发射源送至制定保存地点，交由有关部门保管。
发射源和接收探测安装位置的选择应劲量避开操作人员经常操作和行走的地方。安装方位应选择在人员极少接近的方位。
支架的预制应结构可靠，固定牢固。发射源和探测器之间的相对位置，应根据施工产品说明书确定支架的定位标高。
在设备安装准备工作完成之后、试验之前，可将发射源取出定位安装，在试验之前切勿开启发射源装置上的开关锁。在安装地点设明显的警示牌，并通知在现场施工的所有单位。
三、翼轮式物位计
翼轮式物位计又称阻旋式物位计，是除尘工程中应用较多的一种。
1.工作原理
如图为一种物位计实例，它主要由同步电机、齿轮、涡轮-蜗杆、微开关和回转翼轮组成，可用于料斗或料仓内对料位的上限报警，同步电机通过齿轮对、涡轮-蜗杆带动回转翼轮，以1.2r/min的速度旋转。当翼轮触及物料时，搜到阻力停止转动，但在电动机作用下，蜗杆轴继续转动，并沿涡轮切向向前移动，压缩弹簧，推动微动开关，切断电机电源，同时闭合报警触头，发出讯号。当料位低于回转翼轮时，阻力消除，弹簧力推动蜗杆退到原来位置，微动开关复原，电机重新正常运转，这样就可以进行高料位发讯。同理，根据不同安装也可实现低料为报警。
上述仪表使用于常温常压，与物料接触部分用不锈钢做成，这样不致产生铁锈，压不致受物料沾染而腐蚀，并且经常报纸涡轮正反转及蜗杆轴向移动的灵活，翼轮阻力、弹簧推力与摩擦力应合理配合。
仪表电路原理如图：微动开关位置K1为正常运转，这时指示灯3工作；K2为报警位置，报警时指示等4及讯响器5工作；1为同步电机。
2.构造
阻旋式物位计如图
3.主要技术参数
UL系列阻旋式无违纪主要参数见表：
4.安装方式
阻旋式物位计安装方式如图：
四、音叉式物位计
1.原理
音叉式物位计时根据无聊对振动中的音叉有无阻力的原理来探知料位是否越限的。如图：
音叉由弹性良好的金属制成，本体具有确定的固有频率。如外加一交变力，此力的频率与音叉的固有频率一致，则叉体处于共振状态。由于周围空气对振动的阻尼微弱，金属内部的能力损耗也很少，所以只需微小的驱动功率就能维持较强的振动。
当粉尘或颗粒物料触及叉体之后，振动受到阻尼显著增大，能量消耗在物料颗粒的摩擦上，迫使振幅急剧衰减而“停振”。
用适当的电路和音叉配合，不难根据叉体的振动与否去控制继电器的吸合或释放，从而发出通断信号。此信号可用在报警、连续保护、程序控制系统中。
音叉物位探测器的原理如图：
由图可知，两个压电陶瓷换能器将音叉振动的机械能和放大线路的电能联系起来，共同构建一个闭环系统，当检振元件供给放大线路的交变电信号既能满足正反馈的相位条件又能满足震荡的辐射条件时，整个闭环就形成一个振荡器，它的特点是包含机械能和电能两种状态，而且震荡频率不是由放大电路所决定的，而是取决于反馈通道中音叉的选频特性。
为了发生通断信号，电压放大线路的输出端还接有检波及攻略放大线路，一遍控制继电器。当料位较低，无聊不妨碍音叉振动时，上诉闭环处于震荡状态，这种情况下，继电器是吸合的。当物料高于音叉的安装位置以后，音叉停振，交流电压消失，继电器随即释放。
和一般的振荡器一样，只要电压放大线路有足够的放大倍数，自行起振是不成问题的。一旦位料下降，叉体回复自有，任何电的或机械的水机扰动都能促使音叉起振。
2.主要特点
1）广泛适用于多种物料 除了物料对机械振动的阻尼作用之外，其他物理或化学的性质对音叉工作都没有直接影响。阻尼作用的大小取决于物料的流动性荷量的大小。绝大多数常见的固态物料淹没叉体之后都能可靠地停振。只要物料的腐蚀性在不锈钢叉体所能承受的程度内，黏着性不至于附着在叉体上难以脱离，颗粒大小不至于卡涩在叉鼓间无法脱落，就都可以用音叉物位计来监视料位。
2）对安装使用条件物苛刻要求 这种物位计不宜在强烈震动的料仓或容器上使用，以免临期继电器误动作。但对于其他条件并无特殊要求，环境温度、压力、相对湿度、防水防尘灯指标与普通露天安装的工业仪表一致。置于料仓内部的粉尘、外部的电磁干扰等因素，一般情况下根本不必考虑，但不能用在特别易燃易爆的危险现场。
3）结构比较简单可靠，容易维修 这种物位计的原理比较浅显，电路和结构都不复杂，而且工作中不需要调整，所以无需专门的维修技术。由于采用压电陶瓷换能，没有动力部件和传动机构，是一种比较简单可靠的仪表。
3.技术性能
ZV120C型音叉式物位计电源小号最大为2V*A，感应棒物料最低感应密度为0.03g/cm3，操作温度-3-6℃，使用仓槽粉尘温度范围为-30~80℃，操作压力1MPa,输出电流5A，250V AC，动作延迟2-5S，振动频率285A。
4.安装方法
音叉物位计安装方法如图：
五、射频导纳物位计
URF型射频导纳物位计是一种新型物位仪表。仪表采用射频导纳测量原理进行物位的测量，其特有的屏蔽技术完全解决了由于探头挂科及工况温度、压力变化而引起的漂移及误动作，仪表工作稳定、可靠。
URF型射频导纳物位计由探头、电子单元、防护外壳组成，可采用整体或分体式安装，具有灵敏度高、稳定性好、不受挂料影响的显著特点，可用于各种液体、浆体、固体颗粒或粉料限位控制，其输出为双刀双掷继电器触点信号。
1.产品特点
1）免维护 无机械磨损件，不需定期维护或更换。
2）防挂料 电路中屏蔽技术的设计，使仪表忽略探头挂料的影响，无需定期强力或重复标定。
3）应用广泛 可测量液体、浆体、固体颗粒及粉末。
4）安装简便 可通过罐上的螺纹或法兰进行安装，可选择整体或粉体安装方式，调试简单方便。
2.技术参数
1）供电电源 AC80-256V 2W或DC15-30V 2W。
2）输出 双刀双掷继电器开关信号。
3）触点容量 AC220V 5A无感，3A有感。
4）灵敏度 0.3PF。
5）重复性 导电物料1.6mm，绝缘物料50mm。
6）负载电阻 中心端到地150Ω，中心端到屏蔽500Ω，屏蔽端到地150Ω。
7）环境温度 -40~85℃。
8）探头材料 1Cr18Ni9Ti。
9）探头长度 500mm。
10）分体式电缆 单芯双屏蔽电缆，长度5m，最长可达50M。
11）过程连接 3/4NPT螺纹安装，或选用法兰安装。
12）外壳防护 复合IP65防护标准。
13）防护等级 Exd II BT4.
14）工作压力计工作温度，见表：
4.外形尺寸
URF型射频导纳物位计的外形尺寸见图
5.仪表安装
URF锡类射频导纳物位计探头可采用法兰或螺纹连接，配套安装及接管和螺纹安装接头如图。仪表安装方式可采用垂直安装或水平安装，如需要也可按一定角度安装。
安装注意事项如下。
①探头端部应与容器至少距离100mm以上。
②探头应安装在原理料口处。
③若安装在非金属容器内，应有良好的接地；如安装在钢筋混凝土料仓内，应与其中的钢筋连接。
④被测物料温度超过100℃时，建议选用分体式结构。
⑤在水平安装时，接线口向下。
⑥当安装与螺纹口或法兰接管中是，注意接管长度不要超过探头的第一绝缘层。
⑦在安装时，要保证传感元件的绝缘层不被割破或划破。
6.仪表接线
整体式仪表传感探头与电子单元的接线已由厂家接好。如需重新接线，见图的正确接法。分体式仪表电子单元与传感抬头的接线。
7.电源接线
拧开仪表上帽，可看到内部结构及端子板，如图。电源为220V AC时，电源接入2.3号端子上；电源24V DC时，电源24V负接2号端子，24V正接3号端子。
8.继电器的连接
URF系列射频导纳物位计的继电器具有一双到双掷输出，继电器仅作为一个开关，不能直接带动较大功率设备。所有继电器均接至电子单元机座顶部的端子板上。如图：
①高位报警：拨码开关的“1”置于“ON”位置。
②低位报警：拨码开关的“1”之一“ON”相反的位置。
③订货时延时功能可选择有或物。有延时功能时，延时时间为0~25S可调，顺时针旋转延时增加，逆时针旋转延时减小。
六、物位仪表的选用
①对于物位测量的要求，虽然由于具体工作条件和测量目的的不同而有所区别，但是主要的精度、量程、经济、安全可靠等方面，其中首要的是安全可靠。物位测量似乎很简单，但实际却不然。由于搜到粉尘物理性质、化学性质和工作条件的影响，虽然测量物位方法很多，但与其他参数的测量相比，仍然是比较薄弱的环节。这是因为粉尘物位测量中粉尘性质千差万别，且受温度、湿度等条件影响的缘故。因此要选用高品质产品。
②要能够适应工业生产过程中对象所具有的各种工艺特性，正确无误地测量出物位值。
③要能经受被测粉尘的各种物理性能、化学性能和具体工作条件的影响，正确进行连续测量，并传送信息。
④要有足够的精度要求，维修方便，运行可靠。
⑤灰斗低料位设置在距出灰口向上300~600mm，高料位低于灰斗进风口500~700mm，并远离进风侧。储灰仓高料位在储灰仓筒高2/3处，高料位聚顶盖应大于500mm。
⑥物位仪表要有灵敏的显示和报警功能，必须和控制系统同时工作。
摘自：《袋式除尘器配件选用手册》
作者：协昌环保-电磁脉冲阀专家