Зонд Hydro-Probe Orbiter

За два года после выхода на рынок зонд Hydro-Probe Orbiter зарекомендовал себя как отличное решение для использования в смесителях Eirich (Айрих).

Характерными чертами интенсивных смесителей является эффективный и агрессивный характер смешивания. К сожалению, как раз эти преимущества создают проблемы при установке датчиков влажности. Два года назад компания Hydronix представила новую концепцию для работы с интенсивными смесителями, уже зарекомендовавшую себя на практике с наилучшей стороны.

Фирма Beton Bernrieder поделена улицей на две части

Без эффективного измерения влажности в смесителе, невозможно осуществлять непрерывное производство бетона, с использованием всех возможностей качественного смесителя.

Это означало бы не только потери в производительности, но и напрасные инвестиции в покупку нового БСУ.

Ахиллесовой пятой многих микроволновых датчиков является зависимость от постоянства потока материала, проходящего мимо измерительной поверхности. Колебания параметров потока и значительные изменения плотности приводят к ошибкам измерения даже при постоянной влажности материала.

Высокая турбулентность в смесителе хоть и хороший показатель качества перемешивания, но создает для любых датчиков большие проблемы, которые можно компенсировать аналоговыми и цифровыми фильтрами. Но эти фильтры остаются чисто математическим решением механической проблемы, которую нельзя решить абсолютно таким образом. Проблематика уже давно стала очевидной и в наклонных смесителях проблема стоит еще острее, чем в горизонтальных.

Решение кажется простым: монтировать датчик в смесителе в том месте, где обеспечен равномерный поток.

Анто Бернридер младший (слева), директор фирмы Beton Bernrieder и Хольгер Томас, Hydronix

До выпуска Hydro-Probe Orbiter в качестве места установки часто выбирался только статичный скребок. Вначале это казалось удачным местом, но после тщательных проверок выяснилось, что как раз в этом месте возникают сильные колебания плотности и завихрения, хотя и обеспечивающие высокое качество смешивания, но сильно затрудняющие обработку сигналов датчиков.

В результате компания Hydronix разработала датчик, который дает гораздо больше возможностей с точки зрения позиционирования и, следовательно, выбора места с идеальными показателями потока.

- При разработке важную роль играли следующие моменты: Возможность регулировки угла измерительной поверхности к направлению потока материала

- Возможность самоочистки за счет формы датчика

- Возможность замены отдельных изнашивающихся деталей датчика

- Размещение более чувствительной электроники вне смесителя

Такую задачу несложно поставить, но непросто реализовать при использовании высокочастотных систем измерения.

Установка датчика на смеситель

Следующим требованием была устойчивость к износу. Согласно графику, составленному в результате длительных наблюдений, сменный кронштейн обладает абсолютно приемлемым сроком службы, который, вероятно, можно было бы увеличить, но при условии вложения гораздо больших средств.

Датчик установлен

Впервые фирма Hydronix представила модель Hydro-Probe Orbiter два года назад. На сегодняшний день по всему миру установлено более 100 систем. Несмотря на многолетний опыт разработки новых датчиков, компании постоянно приходилось обучаться новому, так как кратковременные испытания в бетонной промышленности, к сожалению, не дают полноты картины, особенно если речь идет об износостойкости материалов.

Рольф Лаффан (Cantab), международно сертифицированный инженер, председатель правления и основатель Hydronix. До того как в 1987 г. основать фирму Hydronix, он работал на высокой руководящей должности. Ему 57 лет, инженер-строитель на государственной службе. Выпускник отделения механики Кембриджского университета в 1963 г. Работая на Hydronix, в 1992 г. он получил британскую награду British Design Award за разработку микроволнового датчика Hydro-Probe. Помимо других задач Рольф Лаффан занимается продажами и маркетингом на предприятии и таким образом поддерживает связи по всему миру.

"Вначале было такое количество различных результатов, которые отличались друг от друга в зависимости от пользователя и характера использования, что под сомнение был поставлен успех системы. Были проведены испытания самых различных форм датчиков, сплавов, защитных устройств и керамических покрытий. Все эти испытания и результаты в итоге привели к созданию надежного продукта - нынешнего датчика Hydro-Probe Orbiter. Без постоянного сотрудничества с клиентами, которые терпеливо поддерживали Hydronix своими рекомендациями, вряд ли была бы достигнута эта цель. За время работы над системой сложились великолепные партнерские отношения, позволившие наладить эффективный обмен информацией."

Отчеты из Германии, Голландии и Великобритании по поводу важнейших требований к подобной системе измерения.

Инженер Хольгер Томас (1965), генеральный менеджер по Центральной Европе в Hydronix Limited. Изучал электротехнику и работал в отделе программного обеспечения и сбыта голландской компании до перехода на Hydronix. В настоящее время отвечает за техническую поддержку и сбыт в Германии и Центральной Европе.

"Семья Бернридер из живописной южной Баварии уже на протяжении многих поколений ведет успешный бизнес по изготовлению самых разнообразных изделий из бетона, например, брусчатки, колодцев, сборных гаражей и т.д. Ядро производства образует установка дозировки и смешивания, в которой используются наклонные смесители фирмы Eirich, тип R (рис. 3а, b). До того, как были установлены четыре системы Hydronix Hydro-Probe Orbiter (конец 2004 и начало 2005 г), их предшественника иначе как «кошмар»не называли.

Типичная кривая сигнала смесителя с избыточным временем сухого замеса (Beton Bernrieder) А причиной таких высказываний была необходимость постоянно корректировать количество воды вручную не только при первом замесе смены, но и в течение всего производства.

После установки первого датчика Orbiter его сигнал был подозрительно равномерным, что до сих пор было непривычным явлением. Но очень быстро выяснилось, что как раз этот равномерный сигнал давал надежные данные, стало ясно, что гомогенизация достигалась за очень короткое время."

Как видно из графика, абсолютно стабильный сигнал, пригодный для расчета объема воды, достигается в смесителе Eirich уже спустя 20 секунд.

В результате время сухого замеса сократилось на 20 секунд. Таким образом, сократилось общее время партии, и появилась возможность увеличить время влажного замеса, что особенно полезно при использовании красителей. Кроме этого, появляется возможность снизить износ. Результатом внедрения датчиков Orbiter стала стабильность производства и сокращение времени замеса, что позволило снизить износ и расходы на энергию.

Преимущества, по мнению Антона Бернридера:

- Нет необходимости в ручной корректировке количества воды в течение смены.

- Для первых утренних замесов не нужно ручной корректировки.

- Возможность избежать ошибок и брака.

- Увеличение времени влажного замеса за счет сокращения продолжительности сухой фазы.

Еще одно преимущество системы Hydro-Probe Orbiter заключено в возможности прямого подключения к ПК. Это позволяет запускать диагностические программы и оптимизировать производство. Кроме того, существует возможность обновления программного обеспечения для датчиков.

Установка в Голландии.

Один из первых опытов установки датчика Orbiter в смесителе Eirich. Электроника размещена в смесителе. Система продолжает работать безупречно. Что касается качества, голландское бетонное производство пользуется отличной репутацией. Здешние заводы всегда были прогрессивны и открыты для новых технологий. Уже в 90-х годах Голландия была первой страной, открытой для микроволновых датчиков Hydronix, хотя в то время в ходу были только резисторные или емкостные системы. Сегодня стало ясно, что новый выбор был правильным. Поэтому неудивительно, что одним из первых покупателей аппаратуры Hydronix стала фирма Bleijko BV, которая предложила свои услуги для испытания оборудования. Bleijko выпускает большой ассортимент продукции, в т.ч. плитку мощения и трубы.

Адри Верстретен, специалист по электрооборудованию, у двух из четырех систем Hydro-Control V. Адри Верстретен, специалист по электрооборудованию, у двух из четырех систем Hydro-Control V

"Уделяя основное внимание качеству, Bleijko использует четыре смесителя Eirich типов R и D и различных объемов. Это сочетание создало великолепные условия для проведения испытаний Orbiter. Первая система была установлена в январе 2004 г. вместе с компьютером дозировки воды Hydro-Control V. При этом специалист по электрооборудованию Адри Верстретен очень помог своими идеями усовершенствовать продукт. Великолепная идея разработки датчика с очень длинной консолью, позволяющей вынести систему электроники за пределы смесителя, действительно, исходила от фирмы Bleijko. В более ранних типах блок электроники находился хотя и не в смеси, но все-таки в суровой среде смесителя. Система с первого дня работала исправно, и все операторы были довольны, что им не приходится вручную корректировать количество воды. Правда вскоре выяснилось, что сменная консоль очень быстро износилась, что вызвало необходимость в поисках нового защитного покрытия. Сегодня используется исключительно прочное вольфрам-карбидное покрытие, которое в сочетании с керамикой значительно повышает срок службы.

После этих работ над первым датчиком фирма Bleijko решилась оснастить все смесители Eirich системами Hydro-Control V / Hydro-Probe Orbiter.

- Преимущества системы, по мнению фирмы Bleijko: Значительное повышение качества продукции без малейших потерь времени

- Возможность использования любого замеса - без брака.

- Любой утренний замес хорошего качества - даже без использования датчиков в заполнителе для компенсации по массе.

- Замена консоли датчика занимает около 15-30 минут.

Установка на Bleijko, Голландия. Несмотря на налипание бетона на консоль, измерительная поверхность остается постоянно чистой.

Hydro-Probe Orbiter представляется идеальным решением для использования в интенсивных смесителях и пока , похоже, единственным, которое успешно прошло испытания и эксплуатируется.

При первой установке рекомендуется использование в комбинации с компьютером для дозировки воды Hydro-Control V.

Его преимущество заключено в том, что можно выбирать из двух режимов дозировки для каждой рецептуры:

1. В расчетном режиме используется стабильный измерительный сигнал в конце сухой фазы для расчета объема воды.

2. В режиме «авто» постоянно подается вода при помощи ПД-регулятора до достижения заданного значения.

Таким образом, для каждой рецептуры можно выбрать идеальный режим и использовать возможности того или иного смесителя на все 100.

Измерительная головка и консоль остаются чистыми

Режим «авто» выигрывает тем, что нет необходимости в калибровке - не нужен даже счетчик воды. Но какой бы режим не использовался, большое значение имеет быстрый, чистый сигнал датчика, на который можно рассчитывать в любом случае. Розовая кривая отражает замес с большим количеством воды. Благодаря хорошему характеру замеса в смесителях Eirich здесь подойдет режим «авто».

Установка в Великобритании.

Одними из первых оборудование использовал производитель черепицы из Великобритании. Это испытание было сложнее, чем ожидалось, так как здесь речь шла о 24-часовом производстве. Это стало прекрасной возможностью испытать детали на износостойкость. На рисунке видно, что блок электроники еще находится внутри смесителя. Хотя это обстоятельство можно оценивать как недостаток, Orbiter выдержал все тесты «на ура». И здесь фирме Hydronix посчастливилось работать с клиентом, который проявил большой интерес, потратил на испытания силы и время. Клиент был в восторге от результатов и их точности, так как в результате нововведения были исключены простои в работе из-за ошибок в дозировке воды.

Путь от детальной разработки до испытаний прототипов очень сложен и требует больших затрат, но даже положительный исход этих тестов сам по себе еще не означает, что получена работоспособная система. Значимые оценки можно сделать лишь на практике.

Необходимо собрать опыт применения в различных условиях, чтобы получить более-менее полное представление о сильных и слабых сторонах системы. Сократить путь от идеи до готового изделия невозможно - он всегда сопряжен с рутинными тестами, анализами и изменениями. Это цена, которую приходится платить всем, кто занимается разработкой новой продукции. Но за это бывает награда: когда после двух лет напряженной работы получен продукт, которым доволен потребитель, готовый рекомендовать его другим.