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UE超聲波解決方案（啤酒）
一、啤酒生產(chǎn)的工藝流程
啤酒生產(chǎn)工藝流程可以分為制麥、糖化、發(fā)酵、包裝四個工序。
（一） 制麥工序
大麥必須通過發(fā)芽過程將內(nèi)含的難溶性淀料轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜卺勗旃ば虻目扇苄蕴穷�。大麥在收獲后先貯存2-3月，才能進(jìn)入麥芽車間開始制造麥芽。
為了得到干凈、一致的優(yōu)良麥芽，制麥前，大麥需先經(jīng)風(fēng)選或篩選除雜，永磁筒去鐵，比重去石機(jī)除石，精選機(jī)分級。
制麥的主要過程為：大麥進(jìn)入浸麥槽洗麥、吸水后，進(jìn)入發(fā)芽箱發(fā)芽，成為綠麥芽。綠麥芽進(jìn)入干燥塔/爐烘干，經(jīng)除根機(jī)去根，制成成品麥芽。從大麥到制成麥芽需要10天左右時間。
制麥工序的主要生產(chǎn)設(shè)備為：篩（風(fēng)）選機(jī)、分級機(jī)、永磁筒、去石機(jī)等除雜、分級設(shè)備；浸麥槽、發(fā)芽箱/翻麥機(jī)、空調(diào)機(jī)、干燥塔（爐）、除根機(jī)等制麥設(shè)備；斗式提升機(jī)、螺旋/刮板/皮帶輸送機(jī)、除塵器/風(fēng)機(jī)、立倉等輸送、儲存設(shè)備。
（二） 糖化工序
麥芽、大米等原料由投料口或立倉經(jīng)斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)等輸送到糖化樓頂部，經(jīng)過去石、除鐵、定量、粉碎后，進(jìn)入糊化鍋、糖化鍋糖化分解成醪液，經(jīng)過濾槽/壓濾機(jī)過濾，然后加入酒花煮沸，去熱凝固物，冷卻分離
麥芽在送入釀造車間之前，先被送到粉碎塔。在這里，麥芽經(jīng)過輕壓粉碎制成釀造用麥芽。糊化處理即將粉碎的麥芽/谷粒與水在糊化鍋中混合。糊化鍋是一個巨大的回旋金屬容器，裝有熱水與蒸汽入口，攪拌裝置如攪拌棒、攪拌槳或螺旋槳，以及大量的溫度與控制裝置。在糊化鍋中，麥芽和水經(jīng)加熱后沸騰，這是天然酸將難溶性的淀粉和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成為可溶性的麥芽提取物，稱作"麥芽汁"。然后麥芽汁被送至稱作分離塔的濾過容器。麥芽汁在被泵入煮沸鍋之前需先在過濾槽中去除其中的麥芽皮殼，并加入酒花和糖。煮沸：在煮沸鍋中，混合物被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在煮沸后，加入酒花的麥芽汁被泵入回旋沉淀槽以去處不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白質(zhì)。
糊化鍋：首先將一部分麥芽、大米、玉米及淀粉等輔料放入糊化鍋中煮沸。
糖化槽：往剩余的麥芽中加入適當(dāng)?shù)臏厮�，并加入在糊化鍋中煮沸過的輔料。此時，液體中的淀粉將轉(zhuǎn)變成麥芽糖。
麥汁過濾槽：將糖化槽中的原漿過濾后，即得到透明的麥汁（糖漿）。
煮沸鍋：向麥汁中加入啤酒花并煮沸，散發(fā)出啤酒特有的芳香與苦味。
（三） 發(fā)酵工序
發(fā)酵罐成熟罐：在冷卻的麥汁中加入啤酒酵母使其發(fā)酵。麥汁中的糖分分解為酒精和二氧化碳，大約一星期后，即可生成"嫩啤酒"，然后再經(jīng)過幾十天使其成熟。
啤酒過濾機(jī)：
將成熟的啤酒過濾后，即得到琥珀色的生啤酒。
冷卻、發(fā)酵：潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后，被送入熱交換器冷卻。隨后，麥芽汁中被加入酵母，開始進(jìn)入發(fā)酵的程序。在發(fā)酵的過程中，人工培養(yǎng)的酵母將麥芽汁中可發(fā)酵的糖份轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，生產(chǎn)出啤酒。發(fā)酵在八個小時內(nèi)發(fā)生并以加快的速度進(jìn)行，積聚一種被稱作"皺沫"的高密度泡沫。這種泡沫在第3或第4天達(dá)到它的最高階段。從第5天開始，發(fā)酵的速度有所減慢，皺沫開始散布在麥芽汁表面，必須將它撇掉。酵母在發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質(zhì)后，就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。隨之溫度逐漸降低，在8~10天后發(fā)酵就完全結(jié)束了。整個過程中，需要對溫度和壓力做嚴(yán)格的控制。當(dāng)然啤酒的不同、生產(chǎn)工藝的不同，導(dǎo)致發(fā)酵的時間也不同。通常，貯藏啤酒的發(fā)酵過程需要大約6天，淡色啤酒為5天左右。發(fā)酵結(jié)束以后，絕大部分酵母沉淀于罐底。釀酒師們將這部分酵母回收起來以供下一罐使用。除去酵母后，生成物"嫩啤酒"被泵入后發(fā)酵罐（或者被稱為熟化罐中）。在此，剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)進(jìn)一步沉淀下來，使啤酒的風(fēng)格逐漸成熟。成熟的時間隨啤酒品種的不同而異，一般在7~21天。經(jīng)過后發(fā)酵而成熟的啤酒在過濾機(jī)中將所有剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)濾去，就成為待包裝的清酒。
（四）包裝工序
裝瓶、裝罐機(jī)：釀造好的啤酒先被裝到啤酒瓶或啤酒罐里。然后經(jīng)過目測和液體檢驗(yàn)機(jī)等嚴(yán)格的檢查后，再被裝到啤酒箱里出廠。
洗瓶機(jī)：洗凈回收的啤酒瓶。
空瓶檢驗(yàn)機(jī)：極其細(xì)小的傷痕也不會放過。
感官檢查：每天新釀制的啤酒，由專門的負(fù)責(zé)人員進(jìn)行實(shí)際品嘗。只有在確保其品質(zhì)后，才將鮮美可口的啤酒呈送給您。
每一批啤酒在包裝前，還會通過嚴(yán)格的理化檢驗(yàn)和品酒師感官評定合格后才能送到包裝流水線。成品啤酒的包裝常有瓶裝、聽裝和桶裝幾種包裝形式。再加上瓶子形狀、容量的不同，標(biāo)簽、頸套和瓶蓋的不同以及外包裝的多樣化，從而構(gòu)成了市場中琳瑯滿目的啤酒產(chǎn)品。瓶裝啤酒是最為大眾化的包裝形式，也具有最典型的包裝工藝流程，即洗瓶、灌酒、封口、殺菌、貼標(biāo)和裝箱。
從以上啤酒生產(chǎn)的工藝流程可以看出，啤酒生產(chǎn)設(shè)備多而復(fù)雜，設(shè)備的狀態(tài)檢測對于啤酒廠的重要性是不言而喻的。目前設(shè)備狀態(tài)檢測的手段主要包括：紅外檢測，振動分析，在線檢測等。美國UE SYSTEMS公司的超聲波檢測系統(tǒng)作為狀態(tài)檢測的另一種手段，可以普遍應(yīng)用于啤酒行業(yè)的各個環(huán)節(jié)。
二、UE超聲波技術(shù)
超聲波技術(shù)主要關(guān)注的聲波，它超出了人耳的感知的范圍。人類可以聽到的聲音的平均上限是16,500 Hz。盡管有些人聽覺的上限是21,000Hz，而超聲波技術(shù)主要關(guān)注的是頻率超過20,000Hz的聲波。20,000Hz也可以表示為20 kHz或20千Hz。1千Hz等于1,000Hz。
超聲波是一種高頻率，短波的信號，不同于那些可聽到的或低頻的聲音，在傳播相同距離時，后者耗費(fèi)的聲音能量比前者更少。(Fig. A)
Ultraprobe使用的超聲波技術(shù)通常指空中超聲波。主要是指在空氣中傳播或接收超聲波，而不需要其它形式的聲音傳播媒介。
任何形式的摩擦都能產(chǎn)生超聲波的成分。例如你將拇指擦過食指，也會產(chǎn)生在超聲波范圍內(nèi)的信號�？赡苣隳軌蚵牭剿麄兡Σ廉a(chǎn)生的極輕微的聲音，但通過Ultraprobe你可以聽到大而清晰的聲音。
聲音變大的原因是Ultraprobe將接收到的超聲波信號放大并轉(zhuǎn)換成人耳能聽到范圍。由于超聲波相對的低幅度的性質(zhì)，放大是一個很好的方法。
盡管很多運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備都能產(chǎn)生明顯能夠聽到的聲音，但其產(chǎn)生的超聲波成分對我們來說更為重要。在預(yù)防保養(yǎng)中，人們常通過一些常用工具來收聽軸承的聲音以確認(rèn)其狀態(tài)，由于人能聽到的僅僅是信號中耳朵能感知的部分，這樣對于軸承的狀態(tài)診斷常是粗略的。因?yàn)樗荒軐Τ暡ǚ秶鷥?nèi)的細(xì)微的變化進(jìn)行分析。通過這種方法判斷而確認(rèn)損壞的軸承常需要立即更換。而超聲波方法可以進(jìn)行預(yù)測性的診斷，當(dāng)超聲波范圍內(nèi)的變化被檢測到，它給人們還留有計(jì)劃確定保養(yǎng)的時間。在泄漏檢測方面，超聲波可以快速準(zhǔn)確的定位各種類型的泄漏。由于超聲波是一種短波信號，在泄漏位置可以接收到最大和最清晰的信號。在工廠嘈雜環(huán)境中，超聲波的這一特性顯得尤為重要。
工廠中大多數(shù)的環(huán)境噪音會嚴(yán)重干擾泄漏產(chǎn)生的低頻聲音，進(jìn)而使人耳可聽的泄漏檢測方法失效。而Ultraprobe只接收泄漏產(chǎn)生的超聲波，通過掃描測試區(qū)域，可以快速定位泄漏。
電氣放電如電弧，電痕和電暈會產(chǎn)生超聲波信號，通過Ultraprobe可以在類似工廠嘈雜環(huán)境中，像泄漏檢測那樣快速的發(fā)現(xiàn)潛在故障。
三、泄漏檢測
1. 簡述
目前，工業(yè)上和生活中均大量用到用于儲存和輸送壓縮氣體的壓力容器，如氣缸、氣罐、煤氣管道、閥們等。由于各種原因，容器會產(chǎn)生漏孔從而發(fā)生氣體泄漏。據(jù)估計(jì)，工業(yè)上由于泄漏而損失掉的壓縮氣體平均占到40%左右。泄漏不但會造成能源的浪費(fèi)，而且如果是有害氣體的話，還會對空氣造成污染。因此，準(zhǔn)確地判斷和定位產(chǎn)生泄漏的位置，對于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和節(jié)約能源具有重大的意義。
傳統(tǒng)的泄漏檢測方法如絕對壓力法、壓差法、氣泡法等，操作復(fù)雜并且對技術(shù)人員要求較高，而且不具有實(shí)時性。目前，工業(yè)上廣泛利用泄漏產(chǎn)生超聲波的原理來進(jìn)行泄漏檢測。利用超聲波檢測氣體泄漏位置，不僅方法簡單，而且準(zhǔn)確可靠。
如果一個容器內(nèi)充滿氣體，當(dāng)其內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)時，由于內(nèi)外壓差較大，一旦容器有漏孔，氣體就會從漏孔沖出。當(dāng)漏孔尺寸較小且雷諾數(shù)較高時，沖出氣體就會形成湍流，湍流在漏孔附近會產(chǎn)生一定頻率的聲波。聲波振動的頻率與漏孔尺寸有關(guān)，漏孔較大時人耳可聽到漏氣聲，漏孔很小且聲波頻率大于20kHz時，人耳就聽不到了，但它們能在空氣中傳播，被稱作空載超聲波。超聲波是高頻短波信號，其強(qiáng)度隨著離開聲源(漏孔)距離的增加而迅速衰減。因此超聲波被認(rèn)為是一種方向性很強(qiáng)的信號，用此信號判斷泄漏位置相當(dāng)簡單。
2. 泄漏檢測方法
1) 壓力泄漏
2) 真空泄漏
3. 泄漏的種類
1) 點(diǎn)源泄漏
2) 邊緣泄漏
3) 齒縫邊泄漏
4. 檢測內(nèi)容：
1) 一般管道泄漏
2) 閥門內(nèi)漏
3) 流體流向
4) 管道阻塞
5) 疏水閥
5. 超聲波檢測儀器精度：
1) 在15.24m范圍內(nèi)探測到直徑為0.127 mm的泄漏 @ 5 psi (0.34 bar)
2) 臨界值：1 x 10-2 std. cc/sec to 1 x 10-3 std. cc/sec
四、基于超聲波技術(shù)的軸承和一般機(jī)械故障檢測
描述：
機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生范圍廣泛的聲音, ULTRAPROBE僅專注于接收其中的高頻短波部分，并探測其聲幅和音質(zhì)的細(xì)微變化。通過“外差法”將接收到的超聲信號轉(zhuǎn)化為人耳可聽范圍內(nèi)的聲音信號，這樣就可以通過觀察儀表，用耳機(jī)收聽，進(jìn)而對機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
利用ULTRAPROBE超聲波檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：
1. 先于紅外和振動技術(shù)，檢測到早期的故障狀態(tài)。
2. 應(yīng)用廣泛，包括任何種類的高速和低速軸承。
3. 超聲波是一種高頻短波信號，可以過濾掉大部分環(huán)境噪音。
4. 檢測方法簡單而實(shí)用，僅需少量培訓(xùn)。
5. 可以記錄數(shù)據(jù)，并和電腦相連，可以進(jìn)行趨勢分析。
6. 儀器配有專用接口，可以和振動分析技術(shù)相結(jié)合使用。
超聲波軸承監(jiān)測
檢測內(nèi)容
1. 早期失效狀態(tài)
2. 軸承表面摩擦腐蝕
3. 軸承過度潤滑
4. 軸承潤滑短缺
軸承故障模式
根據(jù)NASA（美國國家航空和宇宙航行局）的研究結(jié)果，超聲波監(jiān)測可以提供早期的軸承故障預(yù)警，并且已經(jīng)建立各階段的軸承故障模式：
超過基線8dB表明預(yù)故障或潤滑短缺
12dB表明各種故障模式已經(jīng)開始
16dB表明進(jìn)一步的故障狀態(tài)
35-50dB增加表明已經(jīng)進(jìn)入災(zāi)難性故障階段
檢測方法
比較法：如果有同一類型的多個軸承，這些軸承就可以放在一起比較。用同一種測試方法或從同一個角度來檢測每一個軸承。分析分貝值和聲音強(qiáng)度的變化。
歷史法：在一定時期內(nèi)，記錄并比較同一軸承不同時期歷史趨勢，進(jìn)而進(jìn)行分析。
檢測軸承失效
用比較法和歷史法對軸承進(jìn)行檢測。使用歷史法時，如果分貝值超過基線12分貝，并伴有音質(zhì)的變化，則表明軸承進(jìn)入早期的失效階段。軸承缺潤滑常表現(xiàn)為超過基線值8分貝，并伴有很大的“沙沙聲”。如果懷疑是缺潤滑，可以在加注潤滑油的同時，觀察儀表的變化。一次加少量的潤滑油直到分貝值水平降低至基線值，或者在加潤滑油的同時，使用Ultraprobe 201油脂盒進(jìn)行收聽。如果讀數(shù)水平持續(xù)很高且沒有降低的趨勢，可以考慮軸承進(jìn)入失效模式并且需要經(jīng)常檢測。
缺少潤滑
為了避免缺油，請注意以下事項(xiàng)：
1. 由于軸承潤滑油膜的減少，聲音強(qiáng)度值將增加，如果分貝值超過基線8分貝且伴有一致的“沙沙聲”，可以認(rèn)為是缺油。
2. 在加潤滑脂過程中，保證適當(dāng)?shù)牧渴狗重愔档扔诨鶞?zhǔn)值。注意：一些潤滑脂需要一定時間才能充分的覆蓋軸承的表面，請每次加入適量的潤滑脂。
過度潤滑
軸承失效的一個常見原因是過度潤滑。潤滑過度產(chǎn)生的壓力經(jīng)常損壞軸承的密封，或引起軸承的過熱而產(chǎn)生壓力和缺陷。避免過度潤滑：
1. 如果讀數(shù)維持在基線值上且音質(zhì)良好，請不要加潤滑脂。
2. 潤滑過程中，盡可能使用適量的潤滑脂使讀數(shù)回到基準(zhǔn)值。
3. 如上所述，注意：一些潤滑劑需要時間覆蓋軸承表面，請每次加入適量的潤滑脂。
低速軸承
用超聲波傳感器可以監(jiān)測低速軸承（低于200RPM）。由于靈敏度范圍和頻率的可調(diào)，可以收聽到軸承的音質(zhì)。對于極端低速軸承（低于25RPM），常需要不考慮讀數(shù)的具體值，僅僅收聽音質(zhì)的不同。在這種極端條件下，通常是大型軸承并且用高粘性的潤滑脂。常常僅能夠接收到低程度的聲音信號，因?yàn)闈櫥瑫沾蟛糠值穆曇裟芰�。如果高程度音或“渣渣音”被聽見，這將表明軸承失效的發(fā)生。
頻譜分析
在收聽聲音信號的同時，通過UE公司的頻譜分析軟件還可以對儀器記錄的聲音信號進(jìn)行頻譜和時域分析。
一般機(jī)械故障解答
當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備由于部件磨損、損壞或位置不正而開始失效時，超聲波信號的變化就會產(chǎn)生。通過監(jiān)測聲音模式的改變可以節(jié)省診斷問題的時間和預(yù)算。因此，關(guān)鍵設(shè)備的超聲波監(jiān)測歷史可以避免無計(jì)劃的停機(jī)。如果設(shè)備可能在現(xiàn)場失效，對其進(jìn)行分析，用超聲波傳感器對于狀態(tài)監(jiān)測中的問題解決是非常有幫助的。
在齒輪箱檢測中，在脫齒之前會檢測到
異常的咔嗒聲，需要了解正常狀況下齒輪的聲
音。
UE還可以通過在機(jī)械上安裝超聲波探頭或延長電纜對一些無法直接接觸的情況進(jìn)行檢測。
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