大量的研究和论文都致力于增稠机的设计和操作，以达到指定的吞吐量和排放密度。建立了数学模型，为增稠剂上浆和在不同工艺条件下的性能预测提供了方法。深层的压缩效应对脱水性能的影响是一个公认的现象。这是许多相互关联并影响增稠剂性能的变量之一。
例如，在稳态下，浓缩机的连续运行，如果固体进料速率增加，而床层水平保持不变，则底流排放速率必须增加，导致固体浓度降低。这些参数的相互作用是增稠器模型的核心。了解床层深度是保持增稠机稳定运行的关键。
为了实现可靠的床面测量，已经采用了许多方法，包括床压、超声波、电容、核、振动探针、潜水员和浮子(仅举几例)。它们通常仅限于测量增稠器中一个位置的水平，它们的价格从非常昂贵到合理负担得起。每种类型都可以指出其拥有成功操作仪器的流程。然而，由于没有任何类型的仪器取得普遍的成功，许多工厂操作人员觉得很难进行准确可靠的测量。
专利MudMax™床级监测仪器开始开发是为了克服这一困难。
以下是该仪器的发展简史。
测试过程
在实验室和实际操作的增稠机的测试过程中，发现该仪器提供的数据远远超出了床级检测。介绍和讨论了仪器测试期间收集的数据。本文还将讨论其在增稠机控制中的应用。
方法
该仪器的工作原理是，任何物体通过沉淀浓缩床层的运动阻力随着固体浓度的增加而增加，并且这种阻力可以被测量。开发了一种传感器，用于对不同固体浓度进行概念验证测试，以确定与传感器输出的关系。传感器是一个带有应变计的不锈钢桨形探头。通过移动传感器通过不同浓度的沉降固体产生的阻力造成了桨叶的挠度，这是由应变计测量的。选择用于比较的沉降固体的性质是屈服应力。其他原型配置使用了测力元件而不是应变片来测量通过沉降固体而引起的探针上的阻力。
介质范围从上部区域的大部分液体到沉降固体到下部区域具有屈服应力的浓缩固体。当传感器通过增稠剂移动时，它会受到阻力或压力，这是由介质运动阻力引起的。
仪器系统使用电池供电收发器，控制传感器的数据采集和数据向接收器的传输。这样就不需要滑环来传输数据和为系统供电。为了延长电池寿命，传感器只在采集数据样本时才供电。在运行过程中，可根据需要设置或重置数据采样间隔时间。
实验室检测
在实验室里，准备了两种不同的固体进行测试:铜尾和粘土。通过连续稀释同一样品制备不同浓度的每种材料。采用Haake VT550粘度计测定各浓度的屈服应力。传感器在每个样品中旋转，并记录应变计的应变读数。
建立了传感器输出与试样屈服应力之间的关系。在测试范围内，测得的应变大小与屈服应力呈线性关系。材料的类型也是一个因素。不同坡度的黏土试样具有不同的线性关系。粘土样品在较低屈服应力下进行测试，以观察传感器的灵敏度。该传感器产生了低于10帕斯卡(Pa)屈服应力的可测量应变值。测试的另一个目标是获得使用无线数据采集电子设备的经验。
实验室传感器完成了验证这一概念的目标。传感器通过样品的移动提供了一个可测量的响应范围内的固体浓度，这将在增稠床层预期。无线电子和数据采集被发现与测试传感器工作良好。有了这些积极的结果，开发了一个原型仪器，在一个全尺寸的增稠机中进行测试。
原型测试
原型传感器被开发，可以安装和测试在一个操作的增稠机。本设计使用测力元件测量传感器运动时产生的阻力。三个传感器安装在一个结构上，该结构位于耙臂顶部的一个外部脱水尖桩上。三个传感器在支架上垂直间隔300毫米(mm)，最低的传感器位于前倾臂的前面，距离罐壁底部约600毫米。管状臂上的圆形圆盘将阻力传递到产生输出信号的测压元件。传感器的线路通过支撑结构连接到收发器，收发器位于支撑顶部和增稠器液位上方的保护外壳中。
该增稠器直径22.86米，高密度增稠器，罐壁3.66米，产生40-60 Pa屈服应力下流。该工艺将纯碱生产中的不溶性物质脱水，用于地下或表面沉积。增稠器有一个外围通道，可以方便地接近仪器，并能够在容器周围的任何角度位置进行手动床面读数。
在原型测试时，增稠机的控制是基于操作员每4小时进行一次手动床面读数。这些床的读数被用来控制底流流量。根据需要，在其他时间进行额外的手动读数以与仪器数据相关联。
在原型试验场进行人工测量的工厂程序是将一根长PVC管以浅角度放入储罐中，直到操作员能够感觉到床。然后，在保持床层感觉的情况下，沿罐壁将管道过渡为垂直。管道上的标记允许操作人员测量液位以下的床层深度。
原型仪器的测试以检测床面为重点。在正常运行过程中，随着泥浆层位的变化，传感器的输出信号表明可以清楚地识别出层位界面。传感器信号从零增加到最大输出，甚至在床层水平被下一个更高的传感器检测到之前，300毫米。这表明了一个非常明显的床层界面，仪器能够检测到它。人工床面测量与仪器信号之间存在相关性。
传感器信号与床层屈服应力成正比。测试数据表明，当床层水平高于传感器水平时，传感器上的屈服应力也会上升。这表明沉降床中某一位置的屈服应力与该位置上方的床层深度之间存在一定的关系。
分析
传感器信号的大小与材料的屈服应力呈线性关系。所描述的仪器提供了数据，从中可以确定增稠罐内的床面界面。它还检测到随着床层水平高于传感器的高度而增加的屈服应力。这提供了前所未有的信息，从增稠剂床，可用于早期预警降低增稠剂性能。利用这种实时反馈开发控制方法和策略以优化增稠机性能的潜力是存在的。
结论
控制增稠剂以实现稳态运行一直是工厂面临的主要挑战。可靠的控制取决于正确检测和管理浓缩机内的床层水平的能力。本文介绍的原型测试导致了MudMax的开发，这是一种首创的床面监测系统，可提供360度床面测量，有效地实现了增稠剂的控制。
本文最初发布于2016年3月，更新于2019年8月。