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Tecnologia a 80 GHz: misura affidabile indipendentemente da vento e condizioni meteorologiche

Circa 250 milioni di anni fa l'Europa centrale era ricoperta dal mare che, una volta ritiratosi, ha lasciato sulla superficie terrestre enormi quantità di sedimenti ricchi di potassio. Nello stabilimento della K+S di Zielitz si raccolgono ancora oggi i frutti di questa evoluzione geologica, impiegandoli per la produzione di fertilizzante potassico. Nella produzione il VEGAPULS 64 assume il ruolo di guardiano nei grandi serbatoi di soluzione alcalina.

La misura di livello continua forniva valori di misura imprecisi a causa di agenti atmosferici, condensa e adesioni

I giardinieri amatoriali lo sanno bene quanto gli agricoltori: senza fertilizzante potassico l'erba sarebbe meno verde e il raccolto meno abbondante. Lo stabilimento di Zielitz della K+S Kali GmbH in Sassonia-Anhalt è uno dei più grandi e moderni impianti di produzione di fertilizzante potassico. I sali potassici estratti vengono impiegati per la produzione di fertilizzanti, di prodotti per applicazioni industriali e di prodotti per l'industria alimentare e dei mangimi. Ogni anno a Zielitz vengono estratti circa 12 milioni di tonnellate di sali potassici, pari al 30% circa dell'intera produzione di K+S Kali.

La forma particolare dei serbatoi è visibile da lontano.

Per la produzione di fertilizzanti, il sale potassico viene estratto a cielo aperto, macinato e sciolto. Dopodiché i componenti non utilizzabili vengono separati tramite flottazione. Questo procedimento richiede il pompaggio ripetuto di enormi quantità di soluzione alcalina al fine di ottenere una maggiore concentrazione della salamoia. La soluzione alcalina viene stoccata in due serbatoi tampone tipo Intze alti 15 metri che si contraddistinguono soprattutto per la forma particolare.

I serbatoi necessitano di una misura continua di livello per il monitoraggio costante del livello, sia per motivi di protezione ambientale e sicurezza operativa, sia per garantire la capacità tampone. Poiché la soluzione alcalina è aggressiva, si è sempre impiegata una misura di livello senza contatto. A causa della forma conica del serbatoio, il punto di misura più basso è però spostato verso l'interno rispetto al bordo superiore. Ciò ha richiesto l'impiego di una costruzione un po' singolare, con un braccio di supporto molto lungo per poter eseguire la misura esattamente al centro del serbatoio. Inoltre, il serbatoio presentava forti adesioni lungo le pareti.

Il vecchio braccio a sbalzo al quale era fissato lo strumento di misura.

Inizialmente è stato adottato un procedimento di misura ultrasonoro. La grande distanza di misura causava però misure errate e la condensa che si formava in caso di pioggia o neve creava difficoltà. È stato poi utilizzato per molti anni uno strumento di misura di livello radar. Questo strumento con antenna a cono basato sulla tecnologia a 26 GHz forniva valori di misura corretti, ma il braccio di supporto era fortemente esposto agli influssi degli agenti atmosferici (raffiche di vento, neve). 

Il VEGAPULS 64 ottimizza la misura di livello grazie alla tecnologia a 80 GHz

La situazione è cambiata radicalmente nel 2016 con il lancio sul mercato del VEGAPULS 64 . I gestori hanno subito riconosciuto le opportunità offerte dal nuovo sensore radar che lavora con una frequenza di 80 GHz. Il VEGAPULS 64 si contraddistingue per la migliore focalizzazione e l'elevata dinamica. Due caratteristiche decisive per i punti di misura di entrambi i serbatoi. 

È stato possibile accorciare il braccio di supporto e lo strumento di misura di VEGA è stato montato leggermente inclinato. Ciononostante rileva il livello con precisione.

L'elevata dinamica ha reso possibile l'impiego di un braccio di supporto più corto, poiché il sensore è stato montato leggermente inclinato rispetto alla superficie del liquido. Si tratta di una soluzione atipica per superfici piane di un prodotto liquido, poiché la maggior parte dell'energia emessa viene riflessa lateralmente come in uno specchio e non viene ricaptata dal ricevitore. Grazie al leggero movimento delle onde, una piccola parte dell'energia viene però riflessa verso il sensore e grazie all'ampio campo dinamico è sufficiente per una misura affidabile. L'accorciamento del braccio di supporto ha ridotto considerevolmente l'influsso del vento.

Grazie alla tecnologia a 80 GHz, nonostante la difficile forma del serbatoio è possibile una misura di livello affidabile (anche in caso di neve o forti raffiche di vento).

Inoltre, il VEGAPULS 64 non è influenzato dai depositi nel serbatoio. Anche qui la misura trae beneficio dall'angolo d’irraggiamento molto stretto di 4° del VEGAPULS 64. Al confronto, l'angolo di apertura di un sensore radar con una frequenza di trasmissione di 26 GHz e una dimensione dell'antenna DN 80 è di circa 10°. Ciò consente l'impiego sicuro del sensore anche in serbatoi con installazioni interne o adesioni sulle pareti, poiché il raggio di misura evita semplicemente questi ostacoli.

K+S è stata una delle prime aziende a impiegare il VEGAPULS 64 nella sede di Zielitz subito dopo il lancio sul mercato. L'installazione è avvenuta rinunciando a una misura di prova, sulla base della fiducia nella tecnologia di VEGA cresciuta nel corso di oltre 25 anni di collaborazione. Dopo l'installazione del sensore radar non ci sono più stati problemi dovuti a condensa, raffiche di vento o neve.

Conclusioni

K+S è stata una delle prime aziende a impiegare il VEGAPULS 64 nella sede di Zielitz subito dopo il lancio sul mercato. L'installazione è avvenuta rinunciando a una misura di prova, sulla base della fiducia nella tecnologia di VEGA cresciuta nel corso di oltre 25 anni di collaborazione. Dopo l'installazione del sensore radar non ci sono più stati problemi dovuti a condensa, raffiche di vento o neve.

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