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雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用
日期：2025-04-16 01:39
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摘要：
雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用
一,、概述
料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要參數(shù),。料位測量的方法很多,，針對不同的工況和介質(zhì)可以使用不同測量原理的料位計,，吹氣法,、靜壓式,、浮球式,、重錘式,、超聲波等幾種常用的料位測量儀表，都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,。雷達(dá)料位計運(yùn)用先進(jìn)的雷達(dá)測量技術(shù),，以其優(yōu)良的性能,，尤其是在槽罐中有攪拌,、溫度高,、蒸汽大、介質(zhì)腐蝕性強(qiáng),、易結(jié)疤等惡劣的測量條件下,，顯示出其**的性能，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用,。北京中航科儀測控技術(shù)有限公司,。
二、原理及技術(shù)性能
雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波,，雷達(dá)料位計利用了電磁波的特殊性能來進(jìn)行料位檢測,。電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度相當(dāng)于光速,。其頻率為300MHz-3000GHz,。電磁波可以穿透空間蒸汽,、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射,，被測介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大,，回波信號的反射效果越好。
雷達(dá)波的頻率越高,，發(fā)射角越小,，單位面積上能量（磁通量或場強(qiáng)）越大，波的衰減越小,，雷達(dá)料位計的測量效果越好,。
１.雷達(dá)料位計的基本原理
雷達(dá)式料位計組成：它主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器,、天線,、操作面板、顯示,、故障報警等幾部分組成,。
發(fā)射－反射－接收是雷達(dá)式料位計工作的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射*小5.8GHz的雷達(dá)信號,。反射回來的信號仍由天線接收,，雷達(dá)脈沖信號從發(fā)射到接收的運(yùn)行時間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例。
即：h= H–vt/2
式中 h為料位,；H為槽高,； v為雷達(dá)波速度,；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時間,；
２.雷達(dá)料位計測量料位的先進(jìn)技術(shù)：
(１)測量數(shù)據(jù)處理：
從雷達(dá)料位計的測量原理可以知道，雷達(dá)料位計是通過處理雷達(dá)波從探頭發(fā)射到介質(zhì)表面然后返回到探頭的時間來測量料位的,，在反射信號中混合有許多干擾信號,，所以，對真實(shí)回波的處理和對各種虛假回波的識別技術(shù)就成為雷達(dá)料位計能夠準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵因素,。
(２)回波處理新技術(shù)的應(yīng)用
由于液面波動和隨機(jī)噪聲等因素的影響,，檢測信號中必然混有大量噪聲。為了提高檢測的準(zhǔn)確度,，必須對檢測信號進(jìn)行處理,，盡可能消除噪聲。
經(jīng)過大量的實(shí)驗驗證,，采用數(shù)據(jù)平滑方法可以達(dá)到滿意的效果,。此方法也可有效的克服罐內(nèi)攪拌器對測量的影響。
(３)雷達(dá)料位計的特點(diǎn)：
由于雷達(dá)料位計采用了上述先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù),，加上雷達(dá)波本身頻率高,，穿透性能好的優(yōu)點(diǎn),，所以，雷達(dá)料位計具有比接觸式料位計和同類非接觸料位計更加優(yōu)良的性能,。
①可在惡劣條件下連續(xù)準(zhǔn)確地測量,。
②操作簡單，調(diào)試方便,。
③準(zhǔn)確**且節(jié)省能源,。
④無需維修且可靠性強(qiáng)。
⑤幾乎可以測量所有介質(zhì),。
三,、安裝應(yīng)注意的問題
（１）當(dāng)測量液態(tài)物料時，傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直,；當(dāng)測量固態(tài)物料時,，由于固體介質(zhì)會有一個堆角，傳感器要傾斜一定的角度,。
（２）盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置,。特別要避免在距離天線*近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置（因為障礙裝置越近，虛假反射信號越強(qiáng)）,。若實(shí)在避免不了,，建議用一個折射板將過強(qiáng)的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度,，使傳感器較容易地將虛假信號濾出,。
（３）要避開進(jìn)料口，以免產(chǎn)生虛假反射,。
（４）要避免安裝在有很強(qiáng)渦流的地方,。如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量,。
（５）傳感器不要安裝在拱形罐的中心處（否則傳感器收到的虛假回波會增強(qiáng)）,，也不能距離罐壁很近安裝，*佳安裝位置在容器半徑的１／２處,。
（６）若傳感器安裝在接管上,，天線必須從接管伸出來。喇叭口天線伸出接管至少１０mm,。棒式天線接管長度*大100或250mm,。接管直徑*小250mm?？梢圆扇〖哟蠼庸苤睆降姆椒?，以減少由于接管產(chǎn)生的干擾回波。
７）關(guān)于導(dǎo)波管天線：導(dǎo)波管內(nèi)壁一定要光滑，下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要的*低液位,，這樣才能在管道中進(jìn)行測量,。傳感器的類型牌要對準(zhǔn)導(dǎo)波管開孔的軸線。若被測介電常數(shù)小于４,，需在導(dǎo)波管末端安裝反射板,，或?qū)?dǎo)波管末端彎成一個彎度，將容器底的反射回波折射走,。
雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用
四,、應(yīng)用中存在的問題及解決方法
有些工況下所使用的雷達(dá)料位計，因為傳感器安裝位置不當(dāng)及條件所致,，出現(xiàn)了一些問題,，下面將對一些使用中的問題提出解決方案,供大家參考。
1．探頭結(jié)疤和頻繁故障的解決方法
**個辦法是將探頭安裝位置提高,，但是有時候安裝條件限制,，不能提高的情況下，就應(yīng)采用將料位測量值與該槽的泵聯(lián)鎖的辦法,，解決這一難題：將*高料位設(shè)定值減小0.5m左右,，當(dāng)料位達(dá)到該*高值時，即可停進(jìn)料泵或開啟出料泵,。
2．雷達(dá)料位計被淹相應(yīng)的改進(jìn)辦法
解決這種問題的辦法是將雷達(dá)料位計改為導(dǎo)波管式測量,。仍在原開孔處安裝導(dǎo)波管式雷達(dá)料位計，導(dǎo)波管高于排汽管0.2m左右,，這樣一來,，即使出現(xiàn)料漿從排汽管溢出的惡劣工況，也不會使料位計天線被料漿淹沒,，而且避免了攪拌器渦流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出,，減少了對探頭的損害，同時由于導(dǎo)波管聚焦效果好,，接收的雷達(dá)波信號更強(qiáng),，取得了很好的測量效果,。使用導(dǎo)波管測量方式,，可以改善表計測量條件，提高儀表測量性能,具有很高的推廣應(yīng)用價值,。
3．關(guān)于泡沫對測量的影響：
干泡沫和濕泡沫能將雷達(dá)波反射回來,，對測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴(kuò)散雷達(dá)波,，因而嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒有回波,。當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時，測量誤差較大或無法測量,，在這種工況下,，雷達(dá)料位計不具有優(yōu)勢,，這是其應(yīng)用的局限性。
4．對于天線結(jié)疤的處理：
介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)下對測量無影響,，而介電常數(shù)很高的掛料則對測量有影響,。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗）,，且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元件的溫度,。還可用酸性清洗液清洗堿性結(jié)疤，但在清洗期間不能進(jìn)行料位測量,。
雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用 雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用 雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用
現(xiàn)以北京中航科儀測控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的雷達(dá)料位計及其他型號料位計進(jìn)行說明在各個行業(yè)使用的具體情況及效果,。
一,、概述
料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要參數(shù),。料位測量的方法很多,，針對不同的工況和介質(zhì)可以使用不同測量原理的料位計,，吹氣法,、靜壓式,、浮球式,、重錘式,、超聲波等幾種常用的料位測量儀表，都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,。雷達(dá)料位計運(yùn)用先進(jìn)的雷達(dá)測量技術(shù),，以其優(yōu)良的性能,，尤其是在槽罐中有攪拌,、溫度高,、蒸汽大、介質(zhì)腐蝕性強(qiáng),、易結(jié)疤等惡劣的測量條件下,，顯示出其**的性能，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用,。北京中航科儀測控技術(shù)有限公司,。
二、原理及技術(shù)性能
雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波,，雷達(dá)料位計利用了電磁波的特殊性能來進(jìn)行料位檢測,。電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度相當(dāng)于光速,。其頻率為300MHz-3000GHz,。電磁波可以穿透空間蒸汽,、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射,，被測介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大,，回波信號的反射效果越好。
雷達(dá)波的頻率越高,，發(fā)射角越小,，單位面積上能量（磁通量或場強(qiáng)）越大，波的衰減越小,，雷達(dá)料位計的測量效果越好,。
１.雷達(dá)料位計的基本原理
雷達(dá)式料位計組成：它主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器,、天線,、操作面板、顯示,、故障報警等幾部分組成,。
發(fā)射－反射－接收是雷達(dá)式料位計工作的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射*小5.8GHz的雷達(dá)信號,。反射回來的信號仍由天線接收,，雷達(dá)脈沖信號從發(fā)射到接收的運(yùn)行時間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例。
即：h= H–vt/2
式中 h為料位,；H為槽高,； v為雷達(dá)波速度,；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時間,；
２.雷達(dá)料位計測量料位的先進(jìn)技術(shù)：
(１)測量數(shù)據(jù)處理：
從雷達(dá)料位計的測量原理可以知道，雷達(dá)料位計是通過處理雷達(dá)波從探頭發(fā)射到介質(zhì)表面然后返回到探頭的時間來測量料位的,，在反射信號中混合有許多干擾信號,，所以，對真實(shí)回波的處理和對各種虛假回波的識別技術(shù)就成為雷達(dá)料位計能夠準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵因素,。
(２)回波處理新技術(shù)的應(yīng)用
由于液面波動和隨機(jī)噪聲等因素的影響,，檢測信號中必然混有大量噪聲。為了提高檢測的準(zhǔn)確度,，必須對檢測信號進(jìn)行處理,，盡可能消除噪聲。
經(jīng)過大量的實(shí)驗驗證,，采用數(shù)據(jù)平滑方法可以達(dá)到滿意的效果,。此方法也可有效的克服罐內(nèi)攪拌器對測量的影響。
(３)雷達(dá)料位計的特點(diǎn)：
由于雷達(dá)料位計采用了上述先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù),，加上雷達(dá)波本身頻率高,，穿透性能好的優(yōu)點(diǎn),，所以，雷達(dá)料位計具有比接觸式料位計和同類非接觸料位計更加優(yōu)良的性能,。
①可在惡劣條件下連續(xù)準(zhǔn)確地測量,。
②操作簡單，調(diào)試方便,。
③準(zhǔn)確**且節(jié)省能源,。
④無需維修且可靠性強(qiáng)。
⑤幾乎可以測量所有介質(zhì),。
三,、安裝應(yīng)注意的問題
（１）當(dāng)測量液態(tài)物料時，傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直,；當(dāng)測量固態(tài)物料時,，由于固體介質(zhì)會有一個堆角，傳感器要傾斜一定的角度,。
（２）盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置,。特別要避免在距離天線*近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置（因為障礙裝置越近，虛假反射信號越強(qiáng)）,。若實(shí)在避免不了,，建議用一個折射板將過強(qiáng)的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度,，使傳感器較容易地將虛假信號濾出,。
（３）要避開進(jìn)料口，以免產(chǎn)生虛假反射,。
（４）要避免安裝在有很強(qiáng)渦流的地方,。如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量,。
（５）傳感器不要安裝在拱形罐的中心處（否則傳感器收到的虛假回波會增強(qiáng)）,，也不能距離罐壁很近安裝，*佳安裝位置在容器半徑的１／２處,。
（６）若傳感器安裝在接管上,，天線必須從接管伸出來。喇叭口天線伸出接管至少１０mm,。棒式天線接管長度*大100或250mm,。接管直徑*小250mm?？梢圆扇〖哟蠼庸苤睆降姆椒?，以減少由于接管產(chǎn)生的干擾回波。
７）關(guān)于導(dǎo)波管天線：導(dǎo)波管內(nèi)壁一定要光滑，下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要的*低液位,，這樣才能在管道中進(jìn)行測量,。傳感器的類型牌要對準(zhǔn)導(dǎo)波管開孔的軸線。若被測介電常數(shù)小于４,，需在導(dǎo)波管末端安裝反射板,，或?qū)?dǎo)波管末端彎成一個彎度，將容器底的反射回波折射走,。
雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用
四,、應(yīng)用中存在的問題及解決方法
有些工況下所使用的雷達(dá)料位計，因為傳感器安裝位置不當(dāng)及條件所致,，出現(xiàn)了一些問題,，下面將對一些使用中的問題提出解決方案,供大家參考。
1．探頭結(jié)疤和頻繁故障的解決方法
**個辦法是將探頭安裝位置提高,，但是有時候安裝條件限制,，不能提高的情況下，就應(yīng)采用將料位測量值與該槽的泵聯(lián)鎖的辦法,，解決這一難題：將*高料位設(shè)定值減小0.5m左右,，當(dāng)料位達(dá)到該*高值時，即可停進(jìn)料泵或開啟出料泵,。
2．雷達(dá)料位計被淹相應(yīng)的改進(jìn)辦法
解決這種問題的辦法是將雷達(dá)料位計改為導(dǎo)波管式測量,。仍在原開孔處安裝導(dǎo)波管式雷達(dá)料位計，導(dǎo)波管高于排汽管0.2m左右,，這樣一來,，即使出現(xiàn)料漿從排汽管溢出的惡劣工況，也不會使料位計天線被料漿淹沒,，而且避免了攪拌器渦流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出,，減少了對探頭的損害，同時由于導(dǎo)波管聚焦效果好,，接收的雷達(dá)波信號更強(qiáng),，取得了很好的測量效果,。使用導(dǎo)波管測量方式,，可以改善表計測量條件，提高儀表測量性能,具有很高的推廣應(yīng)用價值,。
3．關(guān)于泡沫對測量的影響：
干泡沫和濕泡沫能將雷達(dá)波反射回來,，對測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴(kuò)散雷達(dá)波,，因而嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒有回波,。當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時，測量誤差較大或無法測量,，在這種工況下,，雷達(dá)料位計不具有優(yōu)勢,，這是其應(yīng)用的局限性。
4．對于天線結(jié)疤的處理：
介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)下對測量無影響,，而介電常數(shù)很高的掛料則對測量有影響,。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗）,，且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元件的溫度,。還可用酸性清洗液清洗堿性結(jié)疤，但在清洗期間不能進(jìn)行料位測量,。
雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用 雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用 雷達(dá)料位計的原理及應(yīng)用
現(xiàn)以北京中航科儀測控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的雷達(dá)料位計及其他型號料位計進(jìn)行說明在各個行業(yè)使用的具體情況及效果,。
雷達(dá)料位計：水泥廠使用的情況
水泥生產(chǎn)中的原料、半成品,、成品均為粒塊狀或粉狀固體物料,，對其進(jìn)行料位測量的場合很多，除生料,、煤粉,、水泥、混合材庫外,，篦冷機(jī)下料,、立窯的卸料等工藝環(huán)節(jié)都有使用。隨著水泥生產(chǎn)自動化水平和控制系統(tǒng)可靠性要求的提高,，料位測量控制的作用日益突出,。按生產(chǎn)工藝要求，雷達(dá)料位計料位測量裝置有2類,，一是極限料位檢測,，即料位開關(guān)，一般有上,、下限2個檢測點(diǎn),。一旦料面達(dá)到預(yù)先設(shè)定的料位，即發(fā)出控制信號,，使喂料或卸料設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的動作,。二是連續(xù)料位測量，有定時測定和需要時進(jìn)行測定2種工作方式,，用于較**掌握料面高度的場合,。有時為較好滿足工藝要求，在一個料庫上既設(shè)置連續(xù)測量的料位計,，又配置固定高度的料位開關(guān),，即2種料位計各司其職，互相補(bǔ)充。
雷達(dá)料位計實(shí)際采用的料位計種類很多,，必須針對不同工藝物料要求,、不同料庫，選用不同的料位計,。下面對水泥廠常用的料位計應(yīng)用進(jìn)行介紹,。
1 電容式料位計
電容式料位計原理是插入料倉中的電極與料倉壁之間構(gòu)成電容器，當(dāng)倉內(nèi)物料料位變化引起電容量的變化時,，通過轉(zhuǎn)換電路得到相應(yīng)的控制信號,。因為電容量是連續(xù)變化的，因此該料位計可以用作連續(xù)式料位測量,，也可用作料位開關(guān),，作為報警或喂料、卸料設(shè)備的輸入信號,。該料位計有造價低,、無機(jī)械磨損、安裝和維修方便等特點(diǎn),。傳統(tǒng)的方式是通過調(diào)頻振蕩電路實(shí)現(xiàn)電容量到頻率的轉(zhuǎn)換,，又經(jīng)限幅放大及鑒頻器的線性化，得到相應(yīng)的電壓或電流信號,。若使用一段時間后電極(探頭)上粘有物料,，則往往會導(dǎo)致控制器誤動作，現(xiàn)已由傳統(tǒng)的檢測電容量發(fā)展為檢測探頭與倉壁間導(dǎo)納的方式,。
依據(jù)量程的大小和控制方式的不同,，電極設(shè)計成桿(棒)式或鋼纜(重型鋼纜)式，可使用于各種料倉?，F(xiàn)在的新型產(chǎn)品為全密封一體化安裝結(jié)構(gòu),，采用射頻振蕩器和數(shù)字集成電路，無運(yùn)動機(jī)械部件,，“數(shù)字標(biāo)定技術(shù)”使得用戶可以在空倉的狀態(tài)下一次完成標(biāo)定,，功能齊全、性能可靠,、控制及時,、顯示直觀。
安裝此類料位計時應(yīng)注意選取合適的安裝點(diǎn),，避開下料口,；注意信號線的屏蔽和接地，防止干擾,。但倉內(nèi)物料溫度、濕度、運(yùn)動速度的變化以及物料粘掛倉壁和電極等因素的影響,，引起電容介電常數(shù)的變化,。因此，若用作連續(xù)料位檢測,，其測量精度不高,，通常用作料位開關(guān)。必須定期檢查探頭和料位開關(guān)動作情況并進(jìn)行校驗,。
2 阻旋式料位計如阻旋料位開關(guān)
阻旋式料位計是一種料位開關(guān),。它也有不同的檢測控制方式，如某產(chǎn)品的基本原理是同步微電動機(jī)經(jīng)減速后,，帶動檢測葉片以2.5～5r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),，當(dāng)被測物料的料位上升使葉片的轉(zhuǎn)動受到阻礙時，檢測機(jī)構(gòu)便圍繞主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移,。此位移首先使一個微動開關(guān)動作,，發(fā)出有料位信號。隨后另一個微動開關(guān)動作,，切斷電動機(jī)電源使其停轉(zhuǎn),。只要此料位不變這種狀態(tài)便一直保持下去。當(dāng)料位下降至葉片失去阻擋時,，檢測機(jī)構(gòu)便依靠彈簧拉力使其恢復(fù)原始狀態(tài),。一個微動開關(guān)先動作，接通電動機(jī)電源使其旋轉(zhuǎn),，隨后另一個微動開關(guān)動作發(fā)出無料信號,，只要沒有物料阻擋檢測葉片的轉(zhuǎn)動，此種狀態(tài)也將一直保持下去,。為防止使用中物料的沖擊,，庫側(cè)安裝時應(yīng)在檢測葉片上方的料倉內(nèi)壁上方安裝防護(hù)板；如采用加長軸頂置垂直安裝時,，則應(yīng)在軸套外安裝保護(hù)套筒,。此種料位開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉,、維護(hù)方便,，多用作粉狀物料料倉的料滿開關(guān)，但不適合高溫下工作,。
3 射頻導(dǎo)納料位計（γ射線料位計）
γ射線料位計常用作料位開關(guān),。工作原理是在料庫的一側(cè)設(shè)置同位素源，在另一側(cè)設(shè)置探測器,，同位素源向探測器定向發(fā)射γ射線,，若庫內(nèi)料面低于它,，探測器檢測得出料空信號；若庫內(nèi)料面高于它,，則物料遮擋,、吸收γ射線，探測器檢測得出料滿信號,。依據(jù)料倉的形狀和工藝要求,，γ射線料位計可安裝在不同的位置。它是非接觸式測量,，常用于工作環(huán)境惡劣的大型混凝土料庫,，如水泥熟料庫。此時,，要求所用的同位素源強(qiáng),，常用Co60源，源強(qiáng)達(dá)50～100mCi,。γ射線料位計還廣泛用在立窯的卸料料封控制上,。γ射線被管中的熟料所吸收，探測器發(fā)出料滿信號啟動下面的卸料電振機(jī),。此時γ射線料位計的同位素源常用源強(qiáng)較低的且半衰期很長的Co137源,。
它還可以用作窯尾預(yù)熱器防堵的料位報警或者選粉機(jī)下料管的鎖風(fēng)。因有時接收器靠近熱源,，易導(dǎo)致信號失真和儀器壽命縮短,，因此在高溫環(huán)境工作時應(yīng)重視冷卻問題。它的特點(diǎn)是日常運(yùn)行維護(hù)工作量小,，操作簡單,，但也存在γ射線料位計放射源污染環(huán)境，放射源的衰減使料位控制不可靠等不足,。
4 超聲波料位計又叫超聲波液位計
超聲波料位計裝置是利用聲納原理來確定容器內(nèi)物料料位的,，是一種在線聲納定位設(shè)備。超聲波換能器發(fā)出的超聲波脈沖,，通過空氣傳到物料的界面并被反射,，測出超聲波脈沖從發(fā)射到換能器接收所用的時間，再根據(jù)空氣中的聲速,，就可計算出換能器到物料面的距離,，從而確定料位。物料表面的松散程度,，對超聲波信號的衰減影響很大,；若料倉中彌漫料塵時，超聲波會被料塵吸收,，從而使信號有所衰減,，且粉料粘附在換能器表面等原因都嚴(yán)重影響料位測量的準(zhǔn)確性,。因此，超聲波料位測量裝置適合塊狀物料的連續(xù)料位監(jiān)測,。
為解決該類儀器的不足,，某些生產(chǎn)廠家,，通過采用新材料,、新技術(shù)，提高了換能器發(fā)射強(qiáng)度,，避免了換能器的掛料,、堵塞現(xiàn)象，并能應(yīng)用于高溫環(huán)境,。在控制電路設(shè)計中,，增加鑒別真?zhèn)涡盘柕墓δ埽寡兄频某暡衔挥嫵晒?yīng)用于水泥倉,。筆者曾到北京某混凝土攪拌站現(xiàn)場考察過某大學(xué)聲學(xué)研究所的儀器,，發(fā)現(xiàn)它安裝和使用方便，測量數(shù)據(jù)**,。5 雷達(dá)料位計
雷達(dá)料位計工作原理和超聲波料位計類似,，它發(fā)射的微波是一種電磁波，其傳播速度不受介質(zhì)的特性影響,。它是利用電磁波回波測距原理來實(shí)現(xiàn)料位測量的,。微波從天線出發(fā)，到達(dá)被測目標(biāo)經(jīng)反射再被天線接收,，按微波來回傳播時間來計算的距離反映了料位,。一般有脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)2種。由于受粉塵,、料面坡度及物料松散程度的影響,，微波在傳輸過程中會有衰減，影響其準(zhǔn)確性和可靠性,。某公司生產(chǎn)的纜式導(dǎo)波雷達(dá)可以解決傳統(tǒng)雷達(dá)料位計上述缺點(diǎn),。它的原理是高頻脈沖從探頭發(fā)出后沿纜繩傳播，當(dāng)脈沖遇到料位表面時將會反射回來,，由接收器接收,，信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成料位信號。由于微波沿纜繩傳播,，脈沖的強(qiáng)度和方向性均不受粉塵及料面松散程度的影響,。同時可通過軟件設(shè)計對干擾進(jìn)行抑制。其傳播纜繩經(jīng)過耐磨性,、下拉力試驗,，可以適應(yīng)水泥廠的工況,，此種料位計測量精度高，已在水泥廠成功應(yīng)用,。但產(chǎn)品價格高使應(yīng)用范圍受限制,。
五、結(jié)束語
雷達(dá)料位計是目前各類料位測量儀表中適用范圍*廣,、測量***,、維護(hù)*方便的料位測量儀表。隨著其價格的進(jìn)一步降低,，性價比的提高,，應(yīng)用將會越來越廣泛，在料位測量中發(fā)揮越來越重要的作用,。本文對其進(jìn)行系統(tǒng)的闡述,，旨在為廣大維護(hù)人員更好地使用和掌握它，希望能對大家提供一些借鑒和幫助,。
雷達(dá)料位計實(shí)際采用的料位計種類很多,，必須針對不同工藝物料要求,、不同料庫，選用不同的料位計,。下面對水泥廠常用的料位計應(yīng)用進(jìn)行介紹,。
1 電容式料位計
電容式料位計原理是插入料倉中的電極與料倉壁之間構(gòu)成電容器，當(dāng)倉內(nèi)物料料位變化引起電容量的變化時,，通過轉(zhuǎn)換電路得到相應(yīng)的控制信號,。因為電容量是連續(xù)變化的，因此該料位計可以用作連續(xù)式料位測量,，也可用作料位開關(guān),，作為報警或喂料、卸料設(shè)備的輸入信號,。該料位計有造價低,、無機(jī)械磨損、安裝和維修方便等特點(diǎn),。傳統(tǒng)的方式是通過調(diào)頻振蕩電路實(shí)現(xiàn)電容量到頻率的轉(zhuǎn)換,，又經(jīng)限幅放大及鑒頻器的線性化，得到相應(yīng)的電壓或電流信號,。若使用一段時間后電極(探頭)上粘有物料,，則往往會導(dǎo)致控制器誤動作，現(xiàn)已由傳統(tǒng)的檢測電容量發(fā)展為檢測探頭與倉壁間導(dǎo)納的方式,。
依據(jù)量程的大小和控制方式的不同,，電極設(shè)計成桿(棒)式或鋼纜(重型鋼纜)式，可使用于各種料倉?，F(xiàn)在的新型產(chǎn)品為全密封一體化安裝結(jié)構(gòu),，采用射頻振蕩器和數(shù)字集成電路，無運(yùn)動機(jī)械部件,，“數(shù)字標(biāo)定技術(shù)”使得用戶可以在空倉的狀態(tài)下一次完成標(biāo)定,，功能齊全、性能可靠,、控制及時,、顯示直觀。
安裝此類料位計時應(yīng)注意選取合適的安裝點(diǎn),，避開下料口,；注意信號線的屏蔽和接地，防止干擾,。但倉內(nèi)物料溫度、濕度、運(yùn)動速度的變化以及物料粘掛倉壁和電極等因素的影響,，引起電容介電常數(shù)的變化,。因此，若用作連續(xù)料位檢測,，其測量精度不高,，通常用作料位開關(guān)。必須定期檢查探頭和料位開關(guān)動作情況并進(jìn)行校驗,。
2 阻旋式料位計如阻旋料位開關(guān)
阻旋式料位計是一種料位開關(guān),。它也有不同的檢測控制方式，如某產(chǎn)品的基本原理是同步微電動機(jī)經(jīng)減速后,，帶動檢測葉片以2.5～5r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),，當(dāng)被測物料的料位上升使葉片的轉(zhuǎn)動受到阻礙時，檢測機(jī)構(gòu)便圍繞主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移,。此位移首先使一個微動開關(guān)動作,，發(fā)出有料位信號。隨后另一個微動開關(guān)動作,，切斷電動機(jī)電源使其停轉(zhuǎn),。只要此料位不變這種狀態(tài)便一直保持下去。當(dāng)料位下降至葉片失去阻擋時,，檢測機(jī)構(gòu)便依靠彈簧拉力使其恢復(fù)原始狀態(tài),。一個微動開關(guān)先動作，接通電動機(jī)電源使其旋轉(zhuǎn),，隨后另一個微動開關(guān)動作發(fā)出無料信號,，只要沒有物料阻擋檢測葉片的轉(zhuǎn)動，此種狀態(tài)也將一直保持下去,。為防止使用中物料的沖擊,，庫側(cè)安裝時應(yīng)在檢測葉片上方的料倉內(nèi)壁上方安裝防護(hù)板；如采用加長軸頂置垂直安裝時,，則應(yīng)在軸套外安裝保護(hù)套筒,。此種料位開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉,、維護(hù)方便,，多用作粉狀物料料倉的料滿開關(guān)，但不適合高溫下工作,。
3 射頻導(dǎo)納料位計（γ射線料位計）
γ射線料位計常用作料位開關(guān),。工作原理是在料庫的一側(cè)設(shè)置同位素源，在另一側(cè)設(shè)置探測器,，同位素源向探測器定向發(fā)射γ射線,，若庫內(nèi)料面低于它,，探測器檢測得出料空信號；若庫內(nèi)料面高于它,，則物料遮擋,、吸收γ射線，探測器檢測得出料滿信號,。依據(jù)料倉的形狀和工藝要求,，γ射線料位計可安裝在不同的位置。它是非接觸式測量,，常用于工作環(huán)境惡劣的大型混凝土料庫,，如水泥熟料庫。此時,，要求所用的同位素源強(qiáng),，常用Co60源，源強(qiáng)達(dá)50～100mCi,。γ射線料位計還廣泛用在立窯的卸料料封控制上,。γ射線被管中的熟料所吸收，探測器發(fā)出料滿信號啟動下面的卸料電振機(jī),。此時γ射線料位計的同位素源常用源強(qiáng)較低的且半衰期很長的Co137源,。
它還可以用作窯尾預(yù)熱器防堵的料位報警或者選粉機(jī)下料管的鎖風(fēng)。因有時接收器靠近熱源,，易導(dǎo)致信號失真和儀器壽命縮短,，因此在高溫環(huán)境工作時應(yīng)重視冷卻問題。它的特點(diǎn)是日常運(yùn)行維護(hù)工作量小,，操作簡單,，但也存在γ射線料位計放射源污染環(huán)境，放射源的衰減使料位控制不可靠等不足,。
4 超聲波料位計又叫超聲波液位計
超聲波料位計裝置是利用聲納原理來確定容器內(nèi)物料料位的,，是一種在線聲納定位設(shè)備。超聲波換能器發(fā)出的超聲波脈沖,，通過空氣傳到物料的界面并被反射,，測出超聲波脈沖從發(fā)射到換能器接收所用的時間，再根據(jù)空氣中的聲速,，就可計算出換能器到物料面的距離,，從而確定料位。物料表面的松散程度,，對超聲波信號的衰減影響很大,；若料倉中彌漫料塵時，超聲波會被料塵吸收,，從而使信號有所衰減,，且粉料粘附在換能器表面等原因都嚴(yán)重影響料位測量的準(zhǔn)確性,。因此，超聲波料位測量裝置適合塊狀物料的連續(xù)料位監(jiān)測,。
為解決該類儀器的不足,，某些生產(chǎn)廠家,，通過采用新材料,、新技術(shù)，提高了換能器發(fā)射強(qiáng)度,，避免了換能器的掛料,、堵塞現(xiàn)象，并能應(yīng)用于高溫環(huán)境,。在控制電路設(shè)計中,，增加鑒別真?zhèn)涡盘柕墓δ埽寡兄频某暡衔挥嫵晒?yīng)用于水泥倉,。筆者曾到北京某混凝土攪拌站現(xiàn)場考察過某大學(xué)聲學(xué)研究所的儀器,，發(fā)現(xiàn)它安裝和使用方便，測量數(shù)據(jù)**,。5 雷達(dá)料位計
雷達(dá)料位計工作原理和超聲波料位計類似,，它發(fā)射的微波是一種電磁波，其傳播速度不受介質(zhì)的特性影響,。它是利用電磁波回波測距原理來實(shí)現(xiàn)料位測量的,。微波從天線出發(fā)，到達(dá)被測目標(biāo)經(jīng)反射再被天線接收,，按微波來回傳播時間來計算的距離反映了料位,。一般有脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)2種。由于受粉塵,、料面坡度及物料松散程度的影響,，微波在傳輸過程中會有衰減，影響其準(zhǔn)確性和可靠性,。某公司生產(chǎn)的纜式導(dǎo)波雷達(dá)可以解決傳統(tǒng)雷達(dá)料位計上述缺點(diǎn),。它的原理是高頻脈沖從探頭發(fā)出后沿纜繩傳播，當(dāng)脈沖遇到料位表面時將會反射回來,，由接收器接收,，信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成料位信號。由于微波沿纜繩傳播,，脈沖的強(qiáng)度和方向性均不受粉塵及料面松散程度的影響,。同時可通過軟件設(shè)計對干擾進(jìn)行抑制。其傳播纜繩經(jīng)過耐磨性,、下拉力試驗,，可以適應(yīng)水泥廠的工況,，此種料位計測量精度高，已在水泥廠成功應(yīng)用,。但產(chǎn)品價格高使應(yīng)用范圍受限制,。
五、結(jié)束語
雷達(dá)料位計是目前各類料位測量儀表中適用范圍*廣,、測量***,、維護(hù)*方便的料位測量儀表。隨著其價格的進(jìn)一步降低,，性價比的提高,，應(yīng)用將會越來越廣泛，在料位測量中發(fā)揮越來越重要的作用,。本文對其進(jìn)行系統(tǒng)的闡述,，旨在為廣大維護(hù)人員更好地使用和掌握它，希望能對大家提供一些借鑒和幫助,。
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