大量的研究和论文致力于浓缩机的设计和操作，以达到指定的吞吐量和排放密度。建立了数学模型，提出了增稠剂在不同工艺条件下的施胶方法和性能预测方法。深层床层的压缩效应对脱水性能的影响是一个公认的现象。这是众多相关和影响增稠剂性能的变量之一。
例如，在增稠机的稳态、连续运行状态下，如果固体进料速率增加，而床层液位保持不变，下溢流流量必须增加，从而降低固体浓度。这些参数的相互作用是增稠剂模型的核心。了解床层深度对保持浓密机稳定运行至关重要。
为了实现可靠的床面测量，已经使用了许多方法，包括床压、超声波、电容、核、振动探头、潜水器和浮子(仅举几例)。它们通常仅限于测量增稠剂中一个位置的水平，它们的价格从非常昂贵到合理负担得起。每一种类型都可以指出它拥有成功操作仪器的过程。然而，没有任何类型的仪器的普遍成功，许多工厂的操作人员觉得要进行准确和可靠的测量是困难的。
专利MudMax™床面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，该仪器被发现提供的数据远远超出了床级检测。介绍和讨论了仪器在测试过程中收集的数据。在增稠机控制中的应用也将被讨论。
方法
该仪器的工作原理是，任何物体通过沉降稠化床的运动阻力随着固体浓度的增加而增加，并且该阻力可以被测量。研制了一种传感器，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。该传感器是一个带有应变计的不锈钢桨形探头。移动传感器通过不同浓度的沉淀固体产生的阻力会造成桨叶的偏转，这由应变计测量。所选择的沉降固体进行比较的性质是屈服应力。其他的原型配置使用了测压元件而不是应变仪来测量探头通过沉降固体时产生的阻力。
介质范围从上部区域的大部分液体到沉降固体，再到下部区域具有屈服应力的浓缩固体。当传感器在增稠剂中移动时，它会受到阻力或阻力的影响。
该仪器系统使用电池供电收发器，控制从传感器的数据采集和数据传输到接收器。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，传感器只有在收集数据样本时才通电。在操作过程中，可以根据需要设置或重置数据样本之间的时间间隔。
实验室检测
在实验室中，准备了两种不同的固体进行测试:铜尾和粘土。通过对同一样品进行连续稀释，制备出不同浓度的每种物质。采用Haake VT550粘度计测定各浓度的屈服应力。在每个样品中转动传感器，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。实测应变值与屈服应力在测试范围内呈线性关系。材料的类型也是一个因素。不同坡度下的黏土试样具有不同的线性关系。为了观察传感器的灵敏度，在较低的屈服应力下对粘土试样进行了测试。该传感器产生的应变值低于10帕斯卡(Pa)屈服应力。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证明这一概念的目标。传感器通过样品的运动提供了一个可测量的响应范围的固体浓度，这将是在增稠床中预期的。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，在全尺寸增稠机中进行测试的原型仪器的开发继续进行。
原型测试
研制出了可在运行的增稠机中安装和测试的原型传感器。本设计采用测压元件测量传感器运动产生的阻力。三个传感器安装在一个结构上，该结构被放置在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方，距离坦克壁底约600毫米。管状臂上的圆形圆盘将阻力传输到测压元件，在测压元件中产生输出信号。传感器的线路由支撑结构向上布线到收发器，收发器位于支撑顶部和增稠器液位上方的保护外壳中。
该浓缩机直径为22.86米(m)，高密度浓缩机的罐壁为3.66米，产生40- 60pa的屈服应力下溢。该工艺使纯碱生产中的不溶性物质脱水，以便在地下或表面沉积。增稠机有一个外围走道，可以方便地进入仪器，并能够在罐周围的任何角度位置进行手动床级读数。
在原型测试时，增稠机的控制是基于操作人员每4小时进行一次床面手动读数。这些床层读数被用来控制下溢流量。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。
工厂在原型试验场进行人工测量的程序是，将一根长长的PVC管以一个浅角度放入罐中，直到操作人员能感觉到床。然后，保持床的感觉，管道将过渡到垂直沿罐壁。管道上的标记允许操作人员测量液位以下床层的深度。
样机的测试以检测床面水平为重点。在正常运行过程中，传感器的输出信号随着泥浆层位的变化表明，可以清楚地识别出层位界面。在床层上方300毫米的下一个传感器检测到床层之前，传感器信号从零增加到最大输出。这表明一个非常明显的床面界面，仪器能够检测到它。人工床位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。试验数据表明，当床层水平高于传感器水平时，该传感器的屈服应力也会上升。这表明沉降层中某一位置的屈服应力与该位置以上的河床深度之间存在一定的关系。
分析
发现传感器信号的大小与材料的屈服应力呈线性关系。所述的仪器提供了数据，从中可以确定增稠剂槽内的床层界面。它还检测到屈服应力的增加，当床的水平增加高于传感器的高度。这从增稠机床内部提供了前所未有的信息，可用于对增稠机性能下降的早期预警。利用这种实时反馈可以开发出优化增稠机性能的控制方法和策略。
结论
控制增稠机以实现稳定运行一直是工厂面临的主要挑战。可靠的控制取决于适当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，这是首款床面监测系统，可提供360度床面测量，有效地实现了对增稠机的控制。
本文最初发布于2016年3月，2019年8月更新。