一、綠色能源的起點：秸稈資源再生利用的科學挑戰

隨著“雙碳”戰略的深入推進，中國每年產生約10億噸農作物秸稈。這些看似普通的農業廢棄物，其實蘊藏著巨大的能源潛力——可用于生產生物燃氣、生物乙醇、固體燃料顆粒等清潔能源。

但在實際工程中，秸稈預處理系統是實現能源轉化的第一步。其關鍵任務是將散亂、低密度的秸稈進行粉碎、干燥、混合與輸送。

在這些環節中，料位檢測（即監測物料高低、流動與堆積狀態）直接關系到系統的安全性、連續性與能效水平。

然而，秸稈具有以下典型特征，使其成為測量難度極高的介質：

• 堆積密度極低（通常<25kg/m3，約為水的1/40）

• 形態不均一（長度50–150mm，含水量變化大）

• 易起拱、易掛壁、易纏繞探頭

• 粉塵濃度高，存在爆炸風險

傳統浮球、靜壓或電容式料位計在此環境中誤報率高達30–60%，成為制約秸稈智能化處理的關鍵瓶頸。

二、技術原理科普：振動的“料位語言”

音叉料位開關原理

音叉料位計通過壓電晶體驅動金屬叉體以固定頻率振動。當介質接觸音叉時，振動頻率與振幅會發生微小變化。內部電子電路實時檢測這些變化，以判斷“有料”或“無料”。

技術優勢：

• 不受介質導電性、粘度、溫度影響

• 靈敏度可達0.008g/cm3

• 適用于粉體、顆粒、液體乃至氣泡界面

振棒料位開關原理

通過電機驅動金屬探棒振動，當探棒被物料覆蓋后，振動幅度減弱或頻率偏移，系統立即輸出信號。

計為的Tube-11型采用獨創的“內外嵌套雙棒結構”專利，增強了振動穩定性并降低掛料概率。

創新亮點：

• 雙棒間“停滯區”極小，防止粉體積塵

• 靈敏度高，可測堆積密度≥0.02g/cm3

• 耐高溫達400°C（配水冷模塊）

三、行業案例：從化工粉末到秸稈燃料

案例一：PVC樹脂粉末倉（山東朗暉化工）

介質特性：密度0.3g/cm3、易掛料問題：頻繁誤報、倉壁殘留方案：Tube-11振棒料位開關效果：誤報率下降95%，維護周期由每周降至每季度一次。

案例二：氣相二氧化硅倉（通化雙龍化工）

介質特性：白炭黑，密度僅0.03g/cm3傳統困境：物料漂浮，難以觸發信號方案：Fork-11加長叉型音叉料位計結果：可精準識別粉體表面，連續運行1年免維護。

案例三：秸稈預處理系統（生物質燃料廠）

物料：長度50–150mm秸稈，堆密度約25kg/m3工藝點：防堵料倉、干燥機進料口、烘焙冷卻段方案配置：

• 防堵倉：Tube-11振棒料位計（多點控制HH/H/L/LL）

• 干燥段：延長桿型音叉料位計（防空轉監測）

• 烘焙段：高溫型Ring-11（耐250°C）系統邏輯：當檢測至低料位（L）自動啟料，高料位（H）報警停止，實現閉環控制。

實際效果：

• 加料系統連續運行3000小時無誤報

• 干燥機空轉率降低87%

• 電能消耗下降15%

四、與國際技術的比較分析

結論：計為自動化的高靈敏音叉與振棒料位計在極低密度介質測量上超越國際平均水平，性價比更優，具備國產替代潛力。

五、生態與智能化方向

計為自動化在物聯網（IoT）與人工智能（AI）方向上也進行了延伸探索：

• “計為智控”小程序支持藍牙遠程調試與OTA在線升級；

• AI智能診斷算法：可自動識別掛料、空振與積灰狀態，提示維護周期；

• 工業云平臺：實現跨廠區料位數據集中監控，為能源企業提供預測性維護數據。

未來，隨著生物質工廠智能化升級，料位監測將不再是單點測量，而是融入“智慧工廠感知層”的重要組成部分。

六、科學與社會意義

1. 能源安全維度：穩定的料位檢測保障了秸稈燃料生產的連續性，提升能源供應安全。

2. 碳減排維度：每噸秸稈制燃料可減少約1.5噸CO?排放。

3. 國產替代維度：推動高端測控儀表本土化，降低進口依賴。

4. 教育傳播維度：本案例適用于中高職與本科課程《過程檢測與控制》《自動化儀表原理》等教學示范。

七、結語：用“智能測量”驅動綠色未來

從秸稈到燃料，從粉塵到數據，深圳計為自動化用一支支“會思考的儀表”，讓每一份綠色能源的流動都精準、穩定、安全。

這不僅是國產儀表的突破，更是中國制造向“中國智造”邁進的又一次堅實步伐。