Bir siloda ne kadar malzeme olduğunu bilmek göründüğü kadar basit değildir. Dökme katılar sıvı gibi düz bir yüzey oluşturmaz; yığılır, köprüleşir, duvara yapışır ve tozdan görüşü keser. Bu yüzden doğru silo seviye göstergesi seçimi, sadece bir sensör satın almak değil, malzemenin silo içindeki davranışına uygun ölçüm prensibini seçmektir. Yanlış yöntem, taşmaya, boşta kalan beslemeye ya da hiç güvenilmeyen bir ekrana yol açar.

Bu yazıda silolarda kullanılan dört temel ölçüm yöntemini — dönerkanat, titreşimli çatal, kapasitif ve radar/ultrasonik — hem çalışma prensibi hem de hangi malzemede ne zaman doğru olduğu açısından ele alıyoruz. Amaç bir marka önermek değil; silonuzdaki malzemeye ve ölçüm amacınıza uygun prensibi daraltabilmenizi sağlamak.

Silo seviye göstergesi ne yapar, neden kritik?

Seviye göstergesinin işi tek cümleyle özetlenir: silodaki malzemenin belli bir noktaya ulaşıp ulaşmadığını ya da anlık doluluk oranını güvenilir biçimde bildirmek. Ama bu bilginin iki farklı kullanımı vardır ve seçim bu kullanımla başlar. Birincisi koruma: dolum sırasında taşmayı önlemek (üst/dolu alarmı) ve besleme hattının boşa dönmesini engellemek (alt/boş alarmı). İkincisi stok takibi: üretim planlaması ve sipariş için silodaki malzemenin yüzde kaç dolu olduğunu sürekli izlemek.

Bu ayrım önemlidir, çünkü taşma korumasını sürekli ölçen pahalı bir radarla çözmek gereksiz maliyettir; buna karşılık stok takibini tek bir nokta anahtarıyla yapmak imkânsızdır. Çimento ve hazır beton tesislerinde, un ve yem fabrikalarında aynı siloda çoğu zaman her ikisi birden gerekir: üstte bir taşma anahtarı, altta bir boş alarmı, ortada sürekli bir doluluk sensörü. Silonun kendisi kadar bu ölçüm düzeni de tesisin kesintisiz çalışmasını belirler; civatalı silolar projelendirilirken seviye ekipmanı en baştan planlanmalıdır.

Nokta (sınır) ölçüm mü, sürekli ölçüm mü?

Seviye ekipmanı iki aileye ayrılır. Nokta (sınır) anahtarları tek bir yüksekliğe yerleştirilir ve yalnızca iki durumu bildirir: malzeme var / yok. Dolu alarmı, boş alarmı ve ara seviye uyarıları bu grupla çözülür. Ucuz, dayanıklı ve kurulumu kolaydır.

Sürekli ölçüm ise silonun tepesinden tabanına kadar olan mesafeyi ya da doluluk yüzdesini aralıksız verir. Stok takibi, otomatik dozajlama ve uzaktan izleme için gereklidir, ancak daha yüksek maliyetli ve kuruluma duyarlıdır. Pratikte çoğu tesis ikisini birleştirir:

Seçime “hangi sensör” diye değil, “hangi noktayı neden izliyorum” diye başlamak, gereksiz maliyetin de eksik ölçümün de önüne geçer. Nokta anahtarından sürekli sensöre kadar bu prensipler seviye göstergeleri ürün grubumuzda bir arada bulunur.

Mekanik anahtarlar: dönerkanat ve titreşimli çatal

Nokta ölçümünde en yaygın iki prensip mekaniktir ve dökme katılarda yılların kanıtladığı çözümlerdir.

Dönerkanat (paddle) anahtarı

Küçük bir motor silo içine uzanan bir kanadı yavaşça döndürür. Malzeme yükseldiğinde kanadı sararak döndürmesini engeller; motor durur ve anahtar sinyal verir. Basit, ekonomik ve serbest akan granül malzemede son derece güvenilirdir. Zayıf yanı, çok hafif ve çok tozlu malzemede kanadın yeterince dirençle karşılaşmaması, ayrıca hareketli parça olarak kanadın aşınmasıdır. Tahıl, granül ve orta yoğunluktaki dökme ürünlerde ilk tercih genellikle budur.

Titreşimli çatal / çubuk (vibrasyon) anahtarı

Bir diyapazon çatalı ya da tek çubuk kendi rezonans frekansında titreşir. Malzeme çatalı gömdüğünde titreşim sönümlenir ve elektronik bu değişimi sinyale çevirir. Hareketli büyük parçası olmadığı için aşınması azdır ve asıl üstünlüğü çok hafif, ince ve tozlu malzemede bile çalışmasıdır: çimento, uçucu kül, un ve kepek gibi dönerkanadı zorlayan ürünlerde titreşimli çatal doğru seçimdir. Yapışma eğilimine de dönerkanattan daha toleranslıdır.

Elektronik yöntemler: kapasitif, ultrasonik, radar

Hareketli parçası olmayan elektronik yöntemler, zorlu ortamlarda ve sürekli ölçümde devreye girer.

Kapasitif

Bir prob ile silo duvarı arasındaki elektriksel kapasite, aradaki malzemeyle değişir; bu değişim seviye bilgisine çevrilir. Nokta ya da sürekli olarak kullanılabilir. Güçlü yanı hareketli parçasının olmaması; zayıf yanı yapışkan ve nem oranı değişken malzemede kalibrasyonun zorlaşması ve proba yapışan malzemenin yanlış okuma üretebilmesidir.

Ultrasonik

Silonun tepesinden gönderilen ses dalgası malzeme yüzeyinden yansır; gidiş-dönüş süresinden mesafe, dolayısıyla seviye hesaplanır. Temassız ve sürekli ölçüm sağlar. Ancak yoğun toz, dalgayı yutarak sinyali zayıflatır; düzensiz yüzey ve dolum sırasındaki toz bulutu ölçümü bozar. Tozlanması düşük, serbest akan malzemelerde ekonomik bir sürekli ölçüm seçeneğidir.

Radar

Mikrodalga sinyali kullanan radar, tozdan, buhardan ve sıcaklık değişiminden ultrasona göre çok daha az etkilenir. Yüksek silolarda ve çimento gibi aşırı tozlu ortamlarda sürekli ve güvenilir ölçümün en güçlü yöntemidir. Kılavuzlu dalga (problu) tipleri yapışkan ve düşük yoğunluklu malzemede de kararlı sonuç verir. Bedeli daha yüksek yatırım maliyetidir; bu yüzden radar genellikle stok takibinin kritik olduğu ana silolarda tercih edilir.

Hangi malzemede hangi yöntem?

Doğru seçimi belirleyen tek başına silo değil, içindeki malzemenin yoğunluğu, tozlanması, yapışkanlığı ve aşındırıcılığıdır. Aşağıdaki tablo sık karşılaşılan malzemeler için başlangıç noktası verir:

Tablo bir başlangıç çerçevesidir; nihai karar silo yüksekliği, dolum hızı ve ölçüm amacıyla birlikte verilmelidir. Örneğin aynı çimento silosunda taşma koruması için bir titreşimli çatal yeterliyken, stok takibi için ayrıca bir radar gerekir. Çimento ve hazır beton tesislerinde bu ikili düzen neredeyse standarttır; un fabrikalarında ise hijyen ve düşük yoğunluk titreşimli çatalı öne çıkarır.

Köprüleşme, huni akışı ve yanlış seviye okuması

Seviye ölçümünde en çok gözden kaçan sorun sensörün kendisi değil, malzemenin silo içindeki davranışıdır. Dökme katılar her zaman yatay bir yüzey oluşturmaz: dolum noktasının altında koni yapar, boşalırken huni (çekirdek akış) oluşturur ve yapışkan ya da nemli malzeme köprüleşerek altında boşluk bırakır.

Bu yüzden sensörün montaj yüksekliği ve açısı, dolum konisi ve boşalma hunisi dikkate alınarak belirlenir; silo duvarına çok yakın ya da dolum akışının tam altına konan bir prob sürekli yanlış okur. Köprüleşme ve tıkanma eğilimi yüksek malzemelerde seviye ölçümünü silo tıkanması ve köprüleşme çözümü yazısında ele aldığımız akış yardımcılarıyla — örneğin bin aktivatörler — birlikte düşünmek gerekir. Benzer şekilde silo üstündeki toz filtresi ve emniyet valfi düzeni, dolum sırasında oluşan basınç ve tozun seviye sensörünü etkilememesi için önemlidir.

Doğru göstergeyi seçmek için gereken bilgi

Uzaktan doğru seviye ekipmanını daraltabilmemiz için ihtiyacımız olan bilgiler:

• Taşınan malzeme ve karakteri (yoğunluk, tozlanma, yapışkanlık, aşındırıcılık, nem)
• Ölçüm amacı (dolu-boş alarmı mı, sürekli stok takibi mi, ikisi birden mi)
• Silo tipi ve yüksekliği (civatalı / kaynaklı, çap ve yükseklik)
• İzlenecek nokta sayısı ve yükseklikleri (üst, alt, ara)
• Çıkış tipi (röle kontağı, 4-20 mA, uzaktan izleme ihtiyacı)
• Ortam koşulları (sıcaklık, patlayıcı ortam / ATEX gereksinimi)

Silonuzdaki malzemeyi, ölçüm amacınızı (dolu-boş alarmı mı yoksa sürekli stok takibi mi) ve silo yüksekliğini iletin — malzemenin akış davranışını da göz önüne alıp uygun seviye göstergesi çözümünü belirleyelim ve aynı gün fiyat ve teslim süresi verelim.