雷達(dá)料位計廣泛應(yīng)用于水泥行業(yè)
來源:淮安華江自動化儀表有限公司
2014年01月17日 10:35
一、雷達(dá)料位計測量原理和主要技術(shù)因素:
雷達(dá)料位計是利用回波測距原理。發(fā)射天線向被測目標(biāo)發(fā)射微波,被測目標(biāo)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。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(dá)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(qiáng)了回波的信號。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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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。
二、雷達(dá)料位計的選型:
1.脈沖型雷達(dá)料位計
用于測物位的雷達(dá)料位計通常分為兩類:脈沖型雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)。在過程監(jiān)測場合主要選用脈沖型雷達(dá),由于其頻率較低(6.8GHz),并且在天線結(jié)構(gòu)設(shè)計時充分考慮了冷凝、積料等影響,還能利用超聲波料位計中的回波信號處理,在有攪拌器等復(fù)雜工況中也能識別有效回波,價格相對也較便宜,故在水泥行業(yè)中主要采用了脈沖型雷達(dá)。
2.顆粒狀物料的選型
在水泥廠原料大多是顆粒狀物料,個別是塊料,如石灰石、原煤、頁巖等,其半成品熟料也是顆粒狀物料,儲存在庫或倉里,都存在物料的安息角,但也有反射介面。根據(jù)入料和卸料所形成的物料安息角和表面情況,在確定有效量程后,建議采用非接觸型的雷達(dá)料位計,即帶有棒形或號角形天線的料位計。如用接觸型的雷達(dá)料位計,會產(chǎn)生對纜繩較大的下拉力,造成事故。根據(jù)水泥廠信息反饋,號角形天線的料位計回波更強(qiáng),度更高(±0.2%~±1%F.S).
3.粉狀物料的選型
在水泥廠和粉磨站水泥庫一般有4~8個,在水泥廠還有生料均化庫和粉煤灰?guī)?,這些物料全是粉料,非常難測其料位。在庫里的粉料表面極為疏松,微波反射相當(dāng)困難,為此建議采用接觸型雷達(dá)料位計,也可選用大法蘭的帶有號角天線的非接觸型雷達(dá)料位計,較典型的產(chǎn)品有纜式雷達(dá)料位計,它實(shí)際上是把纜繩既當(dāng)天線又作導(dǎo)波管,合二為一,微波脈沖從探頭發(fā)出后沿纜繩傳播,當(dāng)脈沖遇到物料表面時會被反射回來,其量程可達(dá)35m,被測物料的介電常數(shù)εzui低為1.6,另外纜繩的耐磨和忍受的zui大下拉力,能滿足水泥廠各類粉料庫的檢測要求。目前已有許多水泥廠用纜式雷達(dá)料位計測量均化庫、水泥庫和粉煤灰?guī)斓牧衔?,取得較好的效果。
4.二線制
目前使用的雷達(dá)料位計大多是一體化的產(chǎn)品,由二線制供電,可直接控制系統(tǒng)的模塊,輸出4~20mA的模擬信號,可節(jié)省大量電纜;同時還提供HART數(shù)字信號和各種協(xié)議的現(xiàn)場總線數(shù)字通信功能,和計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接非常方便,既可在現(xiàn)場調(diào)試,也可用PC機(jī)在控制室調(diào)試,如組成FCS系統(tǒng)還可在操作員站調(diào)試。
三、結(jié)論
水泥廠的物位測量是水泥生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)一個重要組成部分,雷達(dá)料位計的應(yīng)用解除了人們對水泥廠的物位測量的疑慮,現(xiàn)有雷達(dá)料位計在品種、度、標(biāo)準(zhǔn)材料、耐壓、耐高溫、防爆等方面都能滿足水泥廠檢測和控制的要求
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