水泥倉(cāng)料位計(jì)——江蘇奧科儀表有限公司

大家知道,，物位測(cè)量在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的作用,。它通過實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)罐內(nèi)物料的使用情況,，可以確保各工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的用料平衡和生產(chǎn)的安全進(jìn)行,。

隨著科技的進(jìn)步，尤其是傳感器技術(shù),、集成電路芯片設(shè)計(jì)工藝以及物位測(cè)量算法的發(fā)展,，物位測(cè)量技術(shù)也取得重大進(jìn)展，一大批多功能,、高精度的物位測(cè)量?jī)x表涌現(xiàn)出來,。按不同物位計(jì)采用的不同測(cè)量原理劃分，有浮力式,、壓力式,、超聲式、雷達(dá)式物位計(jì)等等,。在這些種類繁多的物位計(jì)中,，雷達(dá)式物位計(jì)無疑是技術(shù)*，也是zui為復(fù)雜的,。那么,，雷達(dá)物位計(jì)是怎樣工作的呢？這里針對(duì)雷達(dá)物位計(jì)工作原理淺析如下：

與超聲波物位計(jì)類似,，雷達(dá)物位計(jì)的工作原理同樣采用發(fā)射—反射—接收的工作模式,，所不同的是雷達(dá)物位計(jì)將超聲波物位計(jì)使用的超聲波換為了射頻信號(hào),。雷達(dá)物位計(jì)的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號(hào)，發(fā)射波在被測(cè)物料表面產(chǎn)生反射,，反射回來的回波信號(hào)仍由天線接收,。電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到物料的距離成正比，通過雷達(dá)物位計(jì)記錄的電磁波的發(fā)射與接收時(shí)間,，可以推算出實(shí)際的物位值,。

水泥倉(cāng)料位計(jì)產(chǎn)品分類

雷達(dá)物位計(jì)按工作方式可分為接觸式雷達(dá)物位計(jì)和非接觸式雷達(dá)物位計(jì)，具體如下：

1,、非接觸式（射空雷達(dá)）雷達(dá)物位計(jì)

非接觸式雷達(dá)物位計(jì)常用喇叭或桿式天線來發(fā)射與接收微波,，儀表安裝在料倉(cāng)頂部，不與被測(cè)介質(zhì)接觸,，微波在料倉(cāng)上部空間傳播與返回,。

非接觸式雷達(dá)物位計(jì)，按照微波的波形又可分為脈沖雷達(dá)物位計(jì)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì),。

2,、接觸式雷達(dá)物位計(jì)

接觸式雷達(dá)物位計(jì)一般采用金屬波導(dǎo)體（桿或鋼纜）來傳導(dǎo)微波，儀表從倉(cāng)頂安裝,，導(dǎo)波直達(dá)倉(cāng)底,，發(fā)射的微波沿波導(dǎo)體外部向下傳播，在到達(dá)物料面時(shí)被反射,，沿波導(dǎo)體返回發(fā)射器被接收,。

這種可以通過導(dǎo)波線或?qū)РU直接接觸所測(cè)物料來測(cè)量的接觸式雷達(dá)物位計(jì)，主要是導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì),，根據(jù)其采用的金屬波導(dǎo)體不同,，又可進(jìn)一步細(xì)分為：纜式（單/雙）、桿式（單/雙）和同軸導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì),。

相比接觸式雷達(dá)物位計(jì),，非接觸式雷達(dá)物位計(jì)具有安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)量少,、使用方式靈活,、不受到倉(cāng)內(nèi)粉塵、溫度等因素的影響等優(yōu)點(diǎn),，是近年來發(fā)展zui快的一種測(cè)量?jī)x器,。

技術(shù)原理

1、脈沖雷達(dá)物位計(jì)

脈沖雷達(dá)物位計(jì)將發(fā)射微波脈沖,，以光速（在空氣中）傳播,，碰到被測(cè)介質(zhì)表面（介電常數(shù)必須大于傳播介質(zhì)的介電常數(shù)），部分微波被反射回來（反射量取決于料面平整度/介電常數(shù)大小）,，被同一天線接收,，介質(zhì)的反射量（率）越大，信號(hào)就越強(qiáng),，越好測(cè)量,；反射量（率）越小，信號(hào)就越弱,，越容易受干擾,。準(zhǔn)確的識(shí)別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔△t，從而進(jìn)一步計(jì)算出天線到被測(cè)介質(zhì)表面的距離D,。

脈沖雷達(dá)原理圖　

2,、調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)

FMCW雷達(dá)用24GHZ作為測(cè)量基頻（載頻），2GHZ為調(diào)節(jié)頻寬,整個(gè)掃描時(shí)間為7ms,，完成一次線性掃描,，信號(hào)發(fā)射后，經(jīng)過一定的時(shí)間延遲后,，接受到回波信號(hào),。在線性掃頻中產(chǎn)生的時(shí)間差，將正比例液位距離,，由于有許多反射波,，將所有的回波時(shí)間進(jìn)行快速傅立葉（FFT）變換，將時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換成有一定能量的頻譜,，視頻譜比較高和比較陡的信號(hào)為有用信號(hào),。

調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)原理圖

3、導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)

導(dǎo)波雷達(dá)發(fā)出高頻微波脈沖沿著探測(cè)組件（鋼索或者鋼管）傳播,，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)時(shí),，由于介電常數(shù)突變,，引起發(fā)射,，一部分脈沖能量被發(fā)射回來。發(fā)射脈沖與反射回來的脈沖的時(shí)間間隔與被測(cè)介質(zhì)的距離成正比,。

三,、應(yīng)用區(qū)別

雷達(dá)物位計(jì)的應(yīng)用范圍很廣泛，涵蓋了電力,、鋼鐵,、冶金、水泥,、石油化工,、造紙、食品等領(lǐng)域，但是應(yīng)用不同原理的雷達(dá)物位計(jì),，其解決的應(yīng)用工況也各有不同,。

脈沖雷達(dá)物位計(jì)一般可以用于大部分應(yīng)用場(chǎng)合，主要針對(duì)圓柱形,、35米以內(nèi)罐體介質(zhì)的液位測(cè)量,；但對(duì)于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲(chǔ)罐，就需要使用導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)進(jìn)行測(cè)量,；而針對(duì)大量程,、粉塵較大的容器或儲(chǔ)罐，就必須使用能量大,、抗*力強(qiáng)的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì),。

選型參數(shù)表       

罐/容器信息

儲(chǔ)罐類型：

□儲(chǔ)罐             □ 反應(yīng)罐             □ 分離罐           □ 船用儲(chǔ)罐

儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)： □ 罐材質(zhì)：             □壓力：               m

罐尺寸：     □ 罐高度：              m   □直徑：               m

罐頂：       □ 拱頂式     □ 平頂式     □ 敞口式    □ 錐頂式

罐底：       □ 錐底       □ 平底      □ 斜坡底     □ 弧形底  

安裝：       □ 頂部安裝             □ 側(cè)面安裝

□旁通管安裝           □ 導(dǎo)波管安裝

罐頂安裝接管（重要信息）

接管高度                    mm         接管直徑               mm

測(cè)量介質(zhì)

介質(zhì)名稱：     □ 液體           □ 固體           □ 混合介質(zhì)

介質(zhì)溫度：                ℃            介電常數(shù)：                   m

掛 料：     □ 是         □ 否

攪 拌：     □ 是         □ 否

過程連接

螺 紋：（□ G1?″    □ 1?″NPT）法蘭（DN=   ）   法蘭（ANSI=       ）

電 源：

□ 24V DC兩線制       □ 24V DC 四線制         □ 220V AC四線制

輸 出： □ 4-20mA              □ HART    

顯 示： □ 帶表頭顯示編程     □ 不帶表頭顯示編程

安裝指導(dǎo)：
下述安裝指導(dǎo)適用于桿式和纜式探頭，管式探頭測(cè)量與安裝方式無關(guān),。
1,、安裝位置：
a、距離罐壁的距離建議為罐直徑的1/6－1/4（至少300mm,，混凝土罐至少400mm）,；
b、不要安裝在金屬罐中間,；
c,、不要裝在下料口處；
d,、選擇探頭長(zhǎng)度時(shí),，注意探頭底部距罐底約大于30mm；注意介質(zhì)溫度,。
2,、罐內(nèi)障礙物：
安裝時(shí)注意探頭距離障礙至少200mm。
3,、干擾的祛除：
a,、干擾回波抑制：軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾回波的抑制，從而達(dá)到理想測(cè)量效果,；
b,、旁通管及導(dǎo)波管（僅適用于液體）對(duì)于粘度不打于500cst，可采用旁通管,，導(dǎo)波管或管式來避免干擾,。
4、液體標(biāo)準(zhǔn)安裝：
對(duì)于粘度≤500cst且不易產(chǎn)生粘附的介質(zhì),，管式探頭是理想方案,，其特點(diǎn)如下：
a,、的可靠性；
b,、可用于介電常數(shù)大于等于1.4的任何介質(zhì),，測(cè)量與介質(zhì)的導(dǎo)電性無關(guān)；
c,、罐內(nèi)障礙物及短管尺寸不影響測(cè)量,；
d、比桿式探頭能承受的橫向壓力高,；
e,、對(duì)于高粘度的介質(zhì)，建議使用桿式探頭,。
5,、臥罐及立罐上的安裝：
a、管式探頭及桿式探頭zui長(zhǎng)可到6米對(duì)于測(cè)量距離超過6米的罐,，可選用8mm纜式探頭,；
b、安裝及固定方式同固體粉倉(cāng)測(cè)量,；
c,、對(duì)距罐壁的距離無限制，只要避免探頭接觸罐壁即可,；   
d,、如果罐內(nèi)障礙物比較多或過于靠近探棒時(shí)，請(qǐng)選用管式探頭,。
6,、腐蝕性介質(zhì)測(cè)量：
如果測(cè)量腐蝕性介質(zhì)，可選用桿式探頭套一個(gè)塑料套管進(jìn)行測(cè)量,。

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