煤矿开采业中可靠的料位管控

煤矿开采业中可靠的料位管控

矿井工作和露天采掘的凹坑因其恶劣的工作条件而闻名。部署设备和技术也同样困难。 为此,需要持久可靠的测量仪器来监测地下水。

澳大利亚的煤炭数量占全球煤炭储量的10%。 作为主要的煤炭出口国,采煤业是该大陆最重要的经济支柱之一。 然而,开采矿原料也碰到了难题。 澳大利亚露天营运商与STS接洽,因为他们正在寻找一个压力变送器进行料位监测,深度达400米。

采矿作业对地下水的影响很大。 煤矿周围的含水层水分流失,导致土层呈凹陷锥体式下沉。 这种下沉通过产生降低阻力的途径来改变地下的自然水文条件。 那么这就导致了水渗透到露天坑和地下工作场地。 因此,不断流入的水需要连续地从坑中抽出,以确保原料的平稳和安全的提取。

为了控制地下水位和用于排水的泵,露天作业队需要一个压力变送器以根据他们的要求来监测料位。 规定的压力范围为0至40巴(400 mH2O)环境压力,以及电缆长度为400米。 当时STS提供的解决方案ATM.ECO/N/EX只读取25巴,电缆长度为250米。

但是,由于STS是专门针对客户提供专用的压力测量解决方案,因此这一挑战也是并不难解决。 在短时间内,STS开发了带有故障安全保险的eATM.1ST/N/Ex 压力变送器,用于料位管控,它不但能精确地满足压力要求,且并配备有400米长的Teflon®电缆。 它的精准度也令人信服,精度可达到0.1% 。STS决定开发新型压力变送器,这种变送器使用Teflon®电缆,这种电缆带有密封电缆密封套和开放曝气管(PUR太软)。 此外,还有一个螺口式压重,以确保一个直线且稳定的测量位置。 也可以拧紧的不锈钢溢放口以减轻电缆的张力。 如设备名称所示,它还有可用于爆炸区域作业的EX认证。

ATM.1ST/N/Ex 左边溢放口,右边压重,均使用螺口,可拧紧

作为客户专用压力变送器的专家,STS能够在不到三周的时间内提供ATM.1ST / N / Ex。

ATM.1ST/N/Ex 的功能简介:

  • 压力范围: 1…250 mH2O
  • 精度: ≤ ± 0.1 / 0.05 % FS
  • 总误差: ≤ ± 0.30 %FS (-5 … 50°C)
  • 工作温度: -5…80 °C
  • 介质温度: -5…80 °C
  • 输出信号: 4…20 mA
  • 材质:不锈钢,钛
  • 电子补偿
  • 带有通用接口连接件

压力测量技术在海洋行业的应用

压力测量技术在海洋行业的应用

传感器技术在海事部门,尤其是在造船方面发挥着重要作用。可靠和准确地测量各种罐体内的压力、温度和其他变量,是防止腐蚀性液体泄漏、控制船舶作业中的水循环系统以及保证货物顺利通过公海的重要措施。

这里使用的传感器技术必须满足许多严格的要求。首先所采用的材料要经久耐用。电子元件还须能够承受海洋的严酷条件,并保持长期的稳定性。

干货和液体货物监测

海运是货物运输的主要方式之一,其中就包括干货和液体货物的海洋运输。干货是我们在运输谷物、动物饲料等散装货物以及通常装在集装箱里的货物时使用的术语。而液体货物需要特别小心和可靠的监测,因为包括汽油、石油和柴油在内的高度敏感的物质通常会远距离运输。监测所采用的产品必须坚固和可靠,以防止腐蚀性液体泄露,从而防止发生严重的生态事故。这也意味着传感系统必须满足较高要求。

淡水和污水储罐

在货船上,淡水或饮用水要么用特殊的饮用水罐运输,要么通过净化处理设备从海水中提取。内部储存系统中船舶废水的收集、处理和处置也必须使用适当的技术加以监测。由于这种废水经常受到有害物质的污染,例如油或清洗剂,因此其处理也仍需满足某些特殊的要求。淡水和废水储存罐都使用内置传感器进行检查和监测。通过这种方式,可以最有效地监测这些系统,从而保证在海洋上的供水。

压载舱

压载舱是船舶的重要组成部分。如果没有压载舱,大型货船有时会太轻,它们的螺旋桨在水中的深度不够。为了确保吃水能够完全浸没螺旋桨,压载舱装满了海水,甚至也可以用来平衡负载船舶的重量分布。由于压载舱充满了海水,这就要求舱体和所使用的传感器有较强的耐腐蚀性。同时也需特别强调可靠性和耐用性,因为传感器在船舱操作过程中无法接触,因此需要高质的传感器以尽量避免任何的人工维护和检查。

Image 1: 液位测量安装选项

特殊的传感要求

在过去的几年里,造船业见证了一系列决定性的创新,而采用的传感器的技术也必须符合发展潮流。例如,15年前,不锈钢的耐久性仍然是一个主要问题,而今天我们认识到,当它在21℃以上的温度下与盐水接触时,就会被腐蚀。如今,钛以取而代之。STS很早就认识到了这个问题,并且是最早使用钛作为传感技术永久部件的公司之一。这种极其稳定和坚固的材料现在被广泛用于压力传感器和浸入式探头,因为它可以承受最恶劣的条件。

随着行业本身的发展和演变,技术要求也在不断变化。所谓的标准也不再能满足需求。因此,STS不断努力进一步发展其提供的传感技术,从而保证可靠性和精确性,以满足日益增长的工业需求。

与AE Sensors 的合作

27年来,STS一直与荷兰家族企业 AE Sensors合作. 我们共同为造船行业的客户提供传感技术。通过专业的咨询和灵活的解决方案,我们的客户量在短时间内实现巨大的增长。到目前为止,世界各地的造船厂都在建造最先进的船舶,而所采用的投入式探头, 压力传感器 和其他的 定制化解决方案 都出自于STS。最重要的是,我们的钛材质传感器ATM/NATM.1ST/N 采用了特氟龙线缆已成为行业标准。

由于模块化安装系统,我们的传感器的安装可以适应客户的当前需求。同时有各种形式的压力测量方式如:表压和绝压。STS和我们的合作伙伴AE Sensors的高度灵活性,以及传感技术的完美品质,合作多年客户的好评也已完美的证明了这一点。

涡轮增压器受节能压力的影响

涡轮增压器受节能压力的影响

多年来,涡轮增压器只安装在昂贵的跑车和柴油动力发动机上,但排放法规改变了行业看待强制增压进气的方式。 虽然核心仍然是追求提高性能,但是现在制造商正在关注恢复性能和可驾驶性,以减少燃料削减。 所以在21世纪,几乎一切从小到999立方米的福特Ecoboost到最新的法拉利都获得了闪亮的新涡轮技术。

但是几乎一旦科技进入自己的状态,似乎将成为多余的,由新的eCharger升级。 奥迪已经将其应用于系列产品SQ7,并将把技术推广到未来的生产车辆,因为48 Volt电气化获得了牵引力。

电驱动增压器的关键优点是,与涡轮增压器一样,没有寄生损失; 但不像大多数涡轮增压,没有涡轮迟滞和无需废气门。 强大的电动机可以在不到一秒钟内将叶轮卷起到70,000 rpm,这消除了涡轮迟滞。

当设备用于配备有再生制动的车辆上时,这自然地提高了驾驶性能,并将消耗和排放降低了7%到20%,该车辆捕获了汽车的动能并将其转化为电能。

压力是解锁eCharger性能的关键

电子控制,eCharger可以映射到优化发动机性能,同时最大化从废气回收的能量,但为了实现这个乌托邦,工程师需要通过测量歧管压力在各种发动机负载创建发动机所需的增压脉谱和速度。 这只能借助于顶级压力传感器来完成。

与任何超级/涡轮增压器一样,重要的是,该单元匹配发动机的要求:如果不这样做,将使发动机动力或导致不必要的电力消耗。

作为一个成熟的技术,没有太多的研究和测试数据可用于希望探索电动增压器边界的工程师。虽然流体动力学和电气工程可以提供良好的基础,但是至关重要的是采用的理论在真实世界的测试条件下验证过。

为了确定性能,一旦选择了基准eCharger,车辆就配备了非常精确的压力传感器,这些压力传感器易校准,并在大范围的歧管增压压力和温度下提供精确的读数。这些传感器还必须能够抵抗振动和化学降解。

在发动机测功机以及道路测试中,连续记录节气门位置/发动机速度/歧管空气压力和温度以确定这些关键输入的相互关系。

从这些信息中,工程师能够验证是否选择了正确的eCharger配置,同时确保闭环发动机管理控制能够正确响应关键变量。

获得这一权利的结果提供了一种车辆,如SQ7,其具有惊人的性能、驱动能力和燃料消耗,但同时仍然满足未来的全球排放法规。

研究项目DeichSCHUTZ:可靠的测量造就更安全的滨水区

研究项目DeichSCHUTZ:可靠的测量造就更安全的滨水区

在极端洪水的情况下,受影响的人的希望完全在于堤坝 – 它们能不能挡得住? 像Fischbeck(萨克森 – 安哈特)2013年洪水那样的堤坝破坏对内陆地区造成了巨大的破坏,这对当今仍然有影响。 在不来梅应用科技大学的活动研究项目DeichSCHUTZ(堤防保护)参与了一个创新的堤防保护系统,可以防止这种事故发生。

仅在德国,河堤保护了数千公里的海滨土地。 从今天的技术角度看,正在建造由三个区组成的堤坝。 从水侧到陆侧观察,各个区域以稳定增加的孔隙率建造,从而在洪水事件期间提供堤堤体的良好排水。 然而,在德国,仍然存在许多具有均匀构造的老堤坝,例如在2013年6月在Fischbeck的易北河洪水期间破裂的堤坝。 与三区堤坝相反,较老的区域特别容易受到长期洪水条件的影响。 水渗入堤坝本身,并且其饱和线在长时间的高水量内在堤坝体内进一步升高。 该饱和线上升得越多,地面材料受浮力的影响越大。 因此,堤坝失去了自身的基本自身质量,却仍需要抵抗高水压力。

想要稳定易受破坏的堤坝需要巨大的物质、人员资源和时间,在急剧的洪水情况下,这些都是稀缺的。 因此,在人员,材料和时间承诺方面,我们需要有应急预案,这比在堤坝的陆地侧上铺沙袋更有效。

创新的移动堤防保护系统

不来梅应用科技大学水力和海岸工程研究所的Christopher Massolle正在开发一种可以大大减少时间和人员投入的解决方案。 随着DeichSCHUTZ研究项目,由联邦教育和研究部发起,一个创新的,移动堤防保护系统正在测试在洪水事件期间稳定堤坝。 STS提供的测量技术也在其中发挥很大作用。

为了评估移动堤防保护系统,在霍亚技术救济机构的房地建造了一个试验堤。 为此,建造了一个拥有大约550立方米水的U形保持盆,其底端设有堤坝。

从视频中可以看到,在堤坝的左侧部署了大量的管道。在这些管道内放置STS生产的ATM/N 液位传感器 。在测试布置中,保留盆填充有地下水。在接近现实的条件下,水在30小时内应升至3米的水平。投入式液位传感器ATM/N 现在测量饱和线在这段时间的发展。压力范围从1到250 mH2O,精度≤±0.30%FS(-5到50°C),记录到最后一厘米。当饱和线不再继续上升时,将移动堤防保护系统引入水侧坡道,并应防止渗水的进一步渗透。堤节体现在继续排水,并且饱和线中产生的偏移的程度将由所采用的水平传感器测量。根据这些测量结果,可以最后评估保护系统的功能。

在地中海研究流域中使用地貌测量学进行地貌学分析

在地中海研究流域中使用地貌测量学进行地貌学分析

摘要

本文的目的是应用基于对象的地貌测量程序来定义径流贡献区域,并支持对3公里平方地中海研究流域(意大利南部)的水文地貌形态分析。

基于三年监测活动,我们收集并记录每日和亚小时放电和电导率数据。 关于这些数据的Hydro10化学记录分析显示在流域中强烈的季节性水文响应与在潮湿时期和干旱时期发生的风暴流事件不同。这种分析使我们能够定义与增加洪水量级相关的水文化学特征,其逐渐涉及各种径流分量(基流,地下流和表面流)和增加的排放贡献区域。在选定的暴雨事件期间进行的现场调查和水位/排放测量使得我们能够识别和映射具有均匀地貌单位的特定径流源15区域,先前被定义为水流地貌类型(弹簧点,沿着主要通道的扩散渗流,渗流沿岸走廊,从山坡的扩散流出和集中从集水坑挖掘)。按照先前由作者提出并用于基于对象的地貌绘图的程序,使用电子认知包(Trimble,Inc)执行水文地形定向分割和分类。与基于专家的地貌绘图的最佳方案是获得与加权的轮廓和20平面曲率总和在不同大小的窗口。结合水文化学分析和基于对象的水文地质类型图,贡献区域的变异性通过使用更好地适合贡献区域的流量累积的对数值,对在雨季期间发生的选择事件进行图形建模结果使我们能够识别每个时间步长的水文化学图上的径流分量,并计算每个地貌类型的特定排放贡献。 这种方法可用于地中海生态区中类似的,以降雨为主的,森林和无喀斯特的集水区。

Read the whole research study.

图片来源: Domenico Guida1, Albina Cuomo (1), Vincenzo Palmieri (2)
(1) Department of Civil Engineering, University of Salerno, Fisciano, 84084, Italy
(2) ARCADIS, Agency for Soil Defense of the Campania Region, 5 Naples, Italy