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SAIPU-RD系列雷達物位計在水泥行業(yè)的應(yīng)用
雷達料位計是一種常用的檢測儀器，在工業(yè),、化工,、電力、船舶,、機床,、治金、石油等多個行業(yè)中都有一定的應(yīng)用,。其中雷達料位計在水泥廠中的應(yīng)用也是非常廣泛的,，今天小編就主要來為大家具體介紹一下雷達料位計在水泥廠中的應(yīng)用，趕快來看一下介紹吧,。
物位是水泥工業(yè)生產(chǎn)過程的主要測量參數(shù)之一,，和其他行業(yè)不同，在水泥工業(yè)中主要是固體物料的物位測量,，液位測量則很少,。固體物料種類繁多，有塊料,、顆粒狀,、粉料，這些物料的介電常數(shù)、容重,、溫度,、水分含量也各不相同。接觸式測量是過去測量物位的主要手段,，如電容式,、重錘式、音叉式,、阻旋式等測量方法,，由于測量時儀表和物料是接觸的，在使用過程中往往會出現(xiàn)各種問題,，如電容的掛料;重錘的斷錘,、埋錘;音叉的堵料等，且日常的維護量很大,。到20世紀90年代,，水泥工業(yè)開始采用非接觸的物位測量,，較早成熟的非接觸的測量技術(shù)有超聲波技術(shù)和核輻射技術(shù)(γ射線),，核輻射技術(shù)因有放射源，在應(yīng)用上受到限制,。
超聲波技術(shù)近幾年來發(fā)展很快,，是目前應(yīng)用*泛的非接觸式測量方法，特別在液位測量,。在水泥廠超聲波物位測量已較普遍應(yīng)用在原料調(diào)配庫,、原煤庫、熟料庫等,，但超聲波必須借助于媒質(zhì)傳播,，如在水泥廠的儲庫物位測量通常以空氣作為傳播介質(zhì)，而空氣的溫度,、濕度,、組分等的變化會影響超聲波傳播速度，空氣中的粉塵也將衰減超聲波的傳播信號;當前超聲波物位測量僅用于測量塊料或顆粒狀的物料,，對粉倉料位的測量,，由于粉倉料位表面在下料時非常疏松，對超聲波信號有較強的衰減,，故至今還沒有測粉倉料位成功的先例,。
90年代末期，在過程檢測領(lǐng)域出現(xiàn)了高性能,、低價格的微波物位計即雷達料位計,，所謂微波是電磁波，其頻率范圍為300MHz～300GHz,微波的傳播速度為3×108m/s,如設(shè)頻率為5.8GHz,在大氣中波長約為52mm,，其穿透力強,，傳播速度不受粉塵,、蒸汽及介質(zhì)組分的影響，傳播衰減也很小;對被測固體物料除要求其介電常數(shù)ε>1.8外,，物料的溫度,、壓力、密度等幾乎不影響對其準確的測量;現(xiàn)有雷達料位計在天線設(shè)計和形狀確保了接受回波的能量;另外現(xiàn)場調(diào)試也十分簡單,，通過專用的軟件,，能把正確的回波迅速找到，并立即換算為物位值,。由于比超聲料位計有其更的性能,，近幾年來，雷達料位計迅速,、大量進入了過程檢測儀表的市場,，在各行業(yè)普遍使用。在水泥行業(yè)也幾乎由雷達料位計統(tǒng)占物位測量的領(lǐng)域,，據(jù)統(tǒng)計近幾年來新設(shè)計的大型水泥廠和粉磨站的各類庫和倉近90%采用了各種類型的雷達料位計,，，還成功用在云南紅塔滇西水泥公司的3條水泥生產(chǎn)線的8個水泥庫中,，和其他儀表組成了新型的FCS系統(tǒng),。
2 雷達料位測量原理和主要技術(shù)因素
雷達料位計是利用回波測距原理。發(fā)射天線向被測目標發(fā)射微波,，被測目標的微波被接收天線接收,，信號處理器將發(fā)射信號與接收信號比較，計算出被測距離,，并可算出相應(yīng)的物位值,。
微波脈沖來回傳播時間t由下式?jīng)Q定：
t= (1)
式中：a—天線到被測目標的距離;
c—微波傳播的速度(光速)。
由于微波在傳播途徑上有衰減和干擾反射,，故測量的關(guān)鍵是要能接收到反射回波,，并識別出有效回波。接收的回波能量Pk可用簡化的雷達方程表示如下：
Pk=PτxCxGiGtGr/r4 (2)
式中：Pτ—天線輻射功率;
C—經(jīng)驗系數(shù),，由經(jīng)驗決定;
Gi—由目標表面介電特性及面積決定的反射增益;
Gt,，Gr—天線發(fā)射和接收效率;
r—天線與目標間的距離。
從式(2)知：接收的回波能量大小與天線的發(fā)射和接收效率以及天線輻射功率有關(guān),，故雷達料位計的天線設(shè)計和形狀很關(guān)鍵,，現(xiàn)有的天線除號角天線(喇叭口)和棒狀天線外，還有平面天線和拋物面天線,，為用于介電常數(shù)較小的物料,，將纜繩作為天線或安裝導(dǎo)波管，纜繩和導(dǎo)波管一直延伸到庫或倉底，由此來傳遞發(fā)送和接收的電磁波,，增強了回波的信號,。
從式(2)還知：接收的回波能量大小與物料表面的介電特性有關(guān)，介電常數(shù)ε高,，反射率高,，得到的回波強度也高;介電常數(shù)ε低，物料會吸收部分微波的能量,，回波強度也較低,。通常要求被測物料的介電常數(shù)ε：液體為ε>1.8,固體ε>2.5，水泥廠固體ε>2.5,，水泥的介電常數(shù)ε為3,。
在水泥工廠，各種固體物料儲存在庫或倉里,，都存在物料的安息角,，回波反射也會象超聲波一樣存在漫反射，產(chǎn)生干擾回波和假回波,，通過軟件可排除干擾回波和假回波,，但有效回波強度會減少很多，故設(shè)計選型時,，要考慮衰減,，選量程要留有一定的余量,。
