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雷達料位計是一種常用的檢測儀器,在工業、化工、電力、船舶、機床、治金、石(shi)油(you)等(deng)多(duo)個(ge)行(xing)業(ye)中(zhong)都(dou)有(you)一(yi)定(ding)的(de)應(ying)用(yong)。其(qi)中(zhong)雷(lei)達(da)料(liao)位(wei)計(ji)在(zai)水(shui)泥(ni)廠(chang)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)的(de),今(jin)天(tian)小(xiao)編(bian)就(jiu)主(zhu)要(yao)來(lai)為(wei)大(da)家(jia)具(ju)體(ti)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)雷(lei)達(da)料(liao)位(wei)計(ji)在(zai)水(shui)泥(ni)廠(chang)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong),趕(gan)快(kuai)來(lai)看(kan)一(yi)下(xia)介(jie)紹(shao)吧(ba)。 物(wu)位(wei)是(shi)水(shui)泥(ni)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)主(zhu)要(yao)測(ce)量(liang)參(can)數(shu)之(zhi)一(yi),和(he)其(qi)他(ta)行(xing)業(ye)不(bu)同(tong),在(zai)水(shui)泥(ni)工(gong)業(ye)中(zhong)主(zhu)要(yao)是(shi)固(gu)體(ti)物(wu)料(liao)的(de)物(wu)位(wei)測(ce)量(liang),液(ye)位(wei)測(ce)量(liang)則(ze)很(hen)少(shao)。固(gu)體(ti)物(wu)料(liao)種(zhong)類(lei)繁(fan)多(duo),有(you)塊(kuai)料(liao)、顆粒狀、粉料,這些物料的介電常數、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,由於測量時儀表和物料是接觸的,在使用過程中往往會出現各種問題,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有超聲波技術和核輻射技術(γ射線),核輻射技術因有放射源,在應用上受到限製。 超(chao)聲(sheng)波(bo)技(ji)術(shu)近(jin)幾(ji)年(nian)來(lai)發(fa)展(zhan)很(hen)快(kuai),是(shi)目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang)泛(fan)的(de)非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa),特(te)別(bie)在(zai)液(ye)位(wei)測(ce)量(liang)。在(zai)水(shui)泥(ni)廠(chang)超(chao)聲(sheng)波(bo)物(wu)位(wei)測(ce)量(liang)已(yi)較(jiao)普(pu)遍(bian)應(ying)用(yong)在(zai)原(yuan)料(liao)調(tiao)配(pei)庫(ku)、原煤庫、熟料庫等,但超聲波必須借助於媒質傳播,如在水泥廠的儲庫物位測量通常以空氣作為傳播介質, 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(dang)前(qian)超(chao)聲(sheng)波(bo)物(wu)位(wei)測(ce)量(liang)僅(jin)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)塊(kuai)料(liao)或(huo)顆(ke)粒(li)狀(zhuang)的(de)物(wu)料(liao),對(dui)粉(fen)倉(cang)料(liao)位(wei)的(de)測(ce)量(liang),由(you)於(yu)粉(fen)倉(cang)料(liao)位(wei)表(biao)麵(mian)在(zai)下(xia)料(liao)時(shi)非(fei)常(chang)疏(shu)鬆(song),對(dui)超(chao)聲(sheng)波(bo)信(xin)號(hao)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)衰(shuai)減(jian),故(gu)至(zhi)今(jin)還(hai)沒(mei)有(you)測(ce)粉(fen)倉(cang)料(liao)位(wei)成(cheng)功(gong)的(de)先(xian)例(li)。 90年代末期,在過程檢測領域出現了高性能、低價格的微波物位計即雷達料位計,所謂微波是電磁波,其頻率範圍為300MHz~300GHz,微波的傳播速度為3×108m/s,如設頻率為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;現有雷達料位計在天線設計和形狀確保了接受回波的能量;另外現場調試也十分簡單,通過專用的軟件,能把正確的回波迅速找到, 並立即換算為物位值。由於比超聲料位計有其更卓越的性能,近幾年來,雷達料位計迅速、大da量liang進jin入ru了le過guo程cheng檢jian測ce儀yi表biao的de市shi場chang,在zai各ge行xing業ye普pu遍bian使shi用yong。在zai水shui泥ni行xing業ye也ye幾ji乎hu由you雷lei達da料liao位wei計ji統tong占zhan物wu位wei測ce量liang的de領ling域yu,據ju統tong計ji近jin幾ji年nian來lai新xin設she計ji的de大da型xing水shui泥ni廠chang和he粉fen磨mo站zhan的de各ge類lei庫ku和he倉cang近jin90%采用了各種類型的雷達料位計,, 還成功用在雲南紅塔滇西水泥公司的3條水泥生產線的8個水泥庫中,和其他儀表組成了新型的FCS係統。 2 雷達料位測量原理和主要技術因素 leidaliaoweijishiliyonghuibocejuyuanli。fashetianxianxiangbeicemubiaofasheweibo,beicemubiaodeweibobeijieshoutianxianjieshou,xinhaochuliqijiangfashexinhaoyujieshouxinhaobijiao,jisuanchubeicejuli,bingkesuanchuxiangyingdewuweizhi。 微波脈衝來回傳播時間t由下式決定: 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)。 由於微波在傳播途徑上有衰減和幹擾反射,故測量的關鍵是要能接收到反射回波,並識別出有效回波。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—經驗係數,由經驗決定; Gi—由目標表麵介電特性及麵積決定的反射增益; Gt,Gr—天線發射和接收效率; 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射和接收效率以及天線輻射功率有關,故雷達料位計的天線設計和形狀很關鍵,現有的天線除號角天線(喇叭口)和棒狀天線外,還有平麵天線和拋物麵天線,為用於介電常數較小的物料,將纜繩作為天線或安裝導波管, 纜繩和導波管一直延伸到庫或倉底,由此來傳遞發送和接收的電磁波,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麵的介電特性有關,介電常數ε高,反射率高,得到的回波強度也高;介電常數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ε為3。 在(zai)水(shui)泥(ni)工(gong)廠(chang),各(ge)種(zhong)固(gu)體(ti)物(wu)料(liao)儲(chu)存(cun)在(zai)庫(ku)或(huo)倉(cang)裏(li),都(dou)存(cun)在(zai)物(wu)料(liao)的(de)安(an)息(xi)角(jiao),回(hui)波(bo)反(fan)射(she)也(ye)會(hui)象(xiang)超(chao)聲(sheng)波(bo)一(yi)樣(yang)存(cun)在(zai)漫(man)反(fan)射(she),產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)回(hui)波(bo)和(he)假(jia)回(hui)波(bo),通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)可(ke)排(pai)除(chu)幹(gan)擾(rao)回(hui)波(bo)和(he)假(jia)回(hui)波(bo),但(dan)有(you)效(xiao)回(hui)波(bo)強(qiang)度(du)會(hui)減(jian)少(shao)很(hen)多(duo),故(gu)設(she)計(ji)選(xuan)型(xing)時(shi),要(yao)考(kao)慮(lv)衰(shuai)減(jian),選(xuan)量(liang)程(cheng)要(yao)留(liu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)餘(yu)量(liang)。
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