水泥倉料位計

江蘇奧科儀表有限公司

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大家知道，物位測量在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的作用。它通過實時監(jiān)控儲罐內(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)計工藝以及物位測量算法的發(fā)展，物位測量技術(shù)也取得重大進(jìn)展，一大批多功能、高精度的物位測量儀表涌現(xiàn)出來。按不同物位計采用的不同測量原理劃分，有浮力式、壓力式、超聲式、雷達(dá)式物位計等等。在這些種類繁多的物位計中，雷達(dá)式物位計無疑是技術(shù)，也是zui為復(fù)雜的。那么，雷達(dá)物位計是怎樣工作的呢？這里針對雷達(dá)物位計工作原理淺析如下：

與超聲波物位計類似，雷達(dá)物位計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)物位計將超聲波物位計使用的超聲波換為了射頻信號。雷達(dá)物位計的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號，發(fā)射波在被測物料表面產(chǎn)生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。電磁波從發(fā)射到接收的時間與到物料的距離成正比，通過雷達(dá)物位計記錄的電磁波的發(fā)射與接收時間，可以推算出實際的物位值。

水泥倉料位計產(chǎn)品分類

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

1、非接觸式（射空雷達(dá)）雷達(dá)物位計

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

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

2、接觸式雷達(dá)物位計

接觸式雷達(dá)物位計一般采用金屬波導(dǎo)體（桿或鋼纜）來傳導(dǎo)微波，儀表從倉頂安裝，導(dǎo)波直達(dá)倉底，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直接接觸所測物料來測量的接觸式雷達(dá)物位計，主要是導(dǎo)波雷達(dá)物位計，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。

相比接觸式雷達(dá)物位計，非接觸式雷達(dá)物位計具有安裝簡單、維護(hù)量少、使用方式靈活、不受到倉內(nèi)粉塵、溫度等因素的影響等優(yōu)點，是近年來發(fā)展zui快的一種測量儀器。

技術(shù)原理

1、脈沖雷達(dá)物位計

脈沖雷達(dá)物位計將發(fā)射微波脈沖，以光速（在空氣中）傳播，碰到被測介質(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?。?，被同一天線接收，介質(zhì)的反射量（率）越大，信號就越強(qiáng)，越好測量；反射量（率）越小，信號就越弱，越容易受干擾。準(zhǔn)確的識別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間間隔△t，從而進(jìn)一步計算出天線到被測介質(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

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

調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計原理圖

3、導(dǎo)波雷達(dá)物位計

導(dǎo)波雷達(dá)發(fā)出高頻微波脈沖沿著探測組件（鋼索或者鋼管）傳播，當(dāng)遇到被測介質(zhì)時，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間間隔與被測介質(zhì)的距離成正比。

三、應(yīng)用區(qū)別

雷達(dá)物位計的應(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，其解決的應(yīng)用工況也各有不同。

脈沖雷達(dá)物位計一般可以用于大部分應(yīng)用場合，主要針對圓柱形、35米以內(nèi)罐體介質(zhì)的液位測量；但對于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲罐，就需要使用導(dǎo)波雷達(dá)物位計進(jìn)行測量；而針對大量程、粉塵較大的容器或儲罐，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。

選型參數(shù)表     

罐/容器信息

儲罐類型：

□儲罐             □ 反應(yīng)罐             □ 分離罐           □ 船用儲罐

儲罐結(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、選擇探頭長度時，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：軟件可實現(xiàn)對干擾回波的抑制，從而達(dá)到理想測量效果；
b、旁通管及導(dǎo)波管（僅適用于液體）對于粘度不打于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量；
d、比桿式探頭能承受的橫向壓力高；
e、對于高粘度的介質(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長可到6米對于測量距離超過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測量；
c、對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，請選用管式探頭。
6、腐蝕性介質(zhì)測量：
如果測量腐蝕性介質(zhì)，可選用桿式探頭套一個塑料套管進(jìn)行測量。