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)生產中具有十分重要的作用。它通過實時監(jiān)控指定儲罐內物料的使用情況，可以確保各工業(yè)生產環(huán)節(jié)的用料平衡和生產的安全進行。
隨著科技的進步，尤其是傳感器技術、集成電路芯片設計工藝以及物位測量算法的發(fā)展，物位測量技術也取得重大進展，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、雷達式物位計等等。在這些種類繁多的物位計中，雷達式物位計無疑是技術zui為先進，也是zui為復雜的。那么，雷達物位計是怎樣工作的呢？這里針對雷達物位計工作原理淺析如下：
與超聲波物位計類似，雷達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。
水泥倉料位計產品分類
雷達物位計按工作方式可分為接觸式雷達物位計和非接觸式雷達物位計，具體如下：
1、非接觸式（射空雷達）雷達物位計
非接觸式雷達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，不與被測介質接觸，微波在料倉上部空間傳播與返回。
非接觸式雷達物位計，按照微波的波形又可分為脈沖雷達物位計和調頻連續(xù)波雷達物位計。
2、接觸式雷達物位計
接觸式雷達物位計一般采用金屬波導體（桿或鋼纜）來傳導微波，儀表從倉頂安裝，導波直達倉底，發(fā)射的微波沿波導體外部向下傳播，在到達物料面時被反射，沿波導體返回發(fā)射器被接收。
這種可以通過導波線或導波桿直接接觸所測物料來測量的接觸式雷達物位計，主要是導波雷達物位計，根據其采用的金屬波導體不同，又可進一步細分為：纜式（單/雙）、桿式（單/雙）和同軸導波雷達物位計。
相比接觸式雷達物位計，非接觸式雷達物位計具有安裝簡單、維護量少、使用方式靈活、不受到倉內粉塵、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。
技術原理
1、脈沖雷達物位計
脈沖雷達物位計將發(fā)射微波脈沖，以光速（在空氣中）傳播，碰到被測介質表面（介電常數(shù)必須大于傳播介質的介電常數(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，介質的反射量（率）越大，信號就越強，越好測量；反射量（率）越小，信號就越弱，越容易受干擾。準確的識別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間間隔△t，從而進一步計算出天線到被測介質表面的距離D。
脈沖雷達原理圖
2、調頻連續(xù)波雷達物位計
FMCW雷達用24GHZ作為測量基頻（載頻），2GHZ為調節(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，經過一定的時間延遲后，接受到回波信號。在線性掃頻中產生的時間差，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行快速傅立葉（FFT）變換，將時間信號轉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。
調頻連續(xù)波雷達物位計原理圖
3、導波雷達物位計
導波雷達發(fā)出高頻微波脈沖沿著探測組件（鋼索或者鋼管）傳播，當遇到被測介質時，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的距離成正比。
三、應用區(qū)別
雷達物位計的應用范圍很廣泛，涵蓋了電力、鋼鐵、冶金、水泥、石油化工、造紙、食品等領域，但是應用不同原理的雷達物位計，其解決的應用工況也各有不同。
脈沖雷達物位計一般可以用于大部分應用場合，主要針對圓柱形、35米以內罐體介質的液位測量；但對于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲罐，就需要使用導波雷達物位計進行測量；而針對大量程、粉塵較大的容器或儲罐，就必須使用能量大、抗干擾能力強的調頻連續(xù)波雷達物位計。
選型參數(shù)表
罐/容器信息
儲罐類型：
□儲罐 □ 反應罐 □ 分離罐 □ 船用儲罐
儲罐結構： □ 罐材質： □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 □ 側面安裝
□旁通管安裝 □ 導波管安裝
罐頂安裝接管（重要信息）
接管高度 mm 接管直徑 mm
測量介質
介質名稱： □ 液體 □ 固體 □ 混合介質
介質溫度： ℃ 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：
下述安裝指導適用于桿式和纜式探頭，管式探頭測量與安裝方式無關。
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；注意介質溫度。
2、罐內障礙物：
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，從而達到理想測量效果；
b、旁通管及導波管（僅適用于液體）對于粘度不打于500cst，可采用旁通管，導波管或管式來避免干擾。
4、液體標準安裝：
對于粘度≤500cst且不易產生粘附的介質，管式探頭是理想方案，其特點如下：
a、卓越的可靠性；
b、可用于介電常數(shù)大于等于1.4的任何介質，測量與介質的導電性無關；
c、罐內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，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、腐蝕性介質測量：
如果測量腐蝕性介質，可選用桿式探頭套一個塑料套管進行測量。
