雷達(dá)料位計在水泥工廠的選型及使用

1、wwwdwtxxom、.文章來源：論文天下雷達(dá)料位計在水泥工廠的選型及使用1概述新型干法水泥生產(chǎn)線的物位參數(shù)是生產(chǎn)控制的主要測量參數(shù)之一。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，對生產(chǎn)控制和管理起著十分重要的作用。物位檢測有接觸式、非接觸式、極限式、連續(xù)式、3D物位檢測等多種方式。水泥生產(chǎn)線的物位測量以固體物位測量為主，還有少量的液位測量。固體物料以塊料、顆粒料和粉料為主，這些物料的介電常數(shù)、容重、溫度、水分含量各不相同，對測量儀表的要求也不盡相同。隨著物位測量儀表技術(shù)的發(fā)展，過去的接觸式、極限式等測量方式在生產(chǎn)控制中已經(jīng)較少采用。在新建水泥生產(chǎn)線中，物位

2、測量儀表以雷達(dá)料位計為主。2雷達(dá)料位計的特點(diǎn)雷達(dá)料位計開始使用于上世紀(jì)90年代末期，其微波頻率范圍為300MHz300GHz,傳播速度為光速。微波穿透力強(qiáng),傳播速度不受粉塵、蒸汽及介質(zhì)組分的影響，傳播衰減也很小。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)反射的微波被接收天線接收，信號處理器將發(fā)射信號與接收信號進(jìn)行比較，計算出被測距離。由于微波在傳播途徑上有衰減和干擾反射，故測量的關(guān)鍵是要能接收到反射回波，并識別出有效回波。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)，所以雷達(dá)料位計的天線設(shè)計和形狀很關(guān)鍵。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

3、數(shù)值高，反射率高，得到的回波強(qiáng)度也高。介電常數(shù)值£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)值u液體為&>1.8固體&>2.5水泥廠固體介電常數(shù)值&>2.5水泥的介電常數(shù)值&為3。雷達(dá)料位計通常分為兩類：脈沖型雷達(dá)(Pulsed口調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)(FMCW)。過程監(jiān)測場合主要選用脈沖型雷達(dá)料位計。現(xiàn)使用的脈沖型雷達(dá)料位計分為低頻和高頻兩種類型，低頻頻率為6GHz左右，高頻頻率為26GHz左右，國外著名品牌都有這兩種類型的雷達(dá)料位計。與低頻脈沖雷達(dá)料位計相比，高頻脈沖雷達(dá)料位計有以下優(yōu)點(diǎn)：能量高，波束角小，天

4、線尺寸小，精度高。而低頻雷達(dá)由于能量低，能量分散，所以發(fā)射角度大，方向性就差。26GHz雷達(dá)波長11mm,6GHz雷達(dá)波長50mm,雷達(dá)物位計在測量料位時，雷達(dá)波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強(qiáng)度與物料大小成正比，與波長成反比。3雷達(dá)料位計的選用在水泥工廠，石灰石庫，石膏庫等儲存塊狀物料，熟料庫儲存顆粒狀物料，生料均化庫，水泥庫、電石渣庫等儲存粉狀物料。儲存的物料不同，所選用的儀表也不同。用于測量儲存塊狀物料和顆粒狀物料的庫體物位時，由于這些物料在庫內(nèi)堆積密實(shí)，介電常數(shù)穩(wěn)定，微波反射強(qiáng)度高。固體物料在下料過程中產(chǎn)生的粉塵要比粉體物料小很多，對雷達(dá)聲波信號的衰減影響較小。根據(jù)入料和卸料所形成

5、的物料安息角和表面情況，在確定有效量程后，采用帶有棒形或號角形天線的雷達(dá)料位計。號角形天線的料位計回波更強(qiáng)，精確度更高（土0.2土1%F.S）。如德國VEGA公司新推出的VEGAPULSSR68系列雷達(dá)式固體料位測量儀表。VEGAPULSSR68的性價比非常高，質(zhì)優(yōu)價廉。VEGAPULSSR68由于采用了新的接收器，其靈敏度大大提高，尤其適合顆粒狀和粉末狀的固體。即使有強(qiáng)烈粉塵，很強(qiáng)的空氣流動性，甚至安裝到入料口，也沒有回波的損失?？赡徒橘|(zhì)溫度高達(dá)250C。有空氣吹掃接口選擇，可以在需要的時候通過空氣凈化清洗及降溫，并且取得了ATEX氣體防爆和塵埃防爆許可。測量熟料庫時，由于其粉塵為熟料粉末，

6、很容易在天線喇叭口粘結(jié)，所以應(yīng)當(dāng)選擇帶空氣吹掃接口的料位計，經(jīng)常進(jìn)行清掃，保證測量的靈敏性。在測量粉狀物料時，接觸式測量是優(yōu)先采用的測量方法。許多水泥廠采用導(dǎo)波型雷達(dá)料位計，它是以鋼纜作為天線，伸入料倉中直至底部，微波脈沖沿纜繩向下傳播，因此空氣中的粉塵對傳播無影響，在空氣和粉料交界面上微波脈沖被反射。由于傳播損耗小，發(fā)射能量可較小，價格也比其他形式的雷達(dá)型料位計便宜。目前許多水泥廠用纜式雷達(dá)料位計測量水泥庫和粉煤灰?guī)斓牧衔?，取得較好的效果。生料均化庫儲存的為生料粉末，接觸式測量是優(yōu)先采用的測量方法。但隨著水泥工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生料均化庫的庫高和庫徑也在不斷加大，庫內(nèi)設(shè)備多且復(fù)雜，采用纜式雷

7、達(dá)料位計時，容易發(fā)生斷纜事故。所以，生料均化庫的料位測量采用何種料位計，要根據(jù)庫的規(guī)模進(jìn)行綜合比較后選擇。對于中小型生料均化庫，建議采用導(dǎo)波纜式雷達(dá)料位計。水泥廠還有少量的液位測量，由于環(huán)境條件好，容易測量，可以選用液位計進(jìn)行測量。4料位計的使用及安裝料位計的正確安裝對測量精度也將產(chǎn)生重大的影響，合適的安裝位置，正確的使用，才能得到精確的物位值。在水泥廠中，因?yàn)榱衔挥嫲惭b不當(dāng)而造成測量失真，最后舍棄不用的現(xiàn)象時有發(fā)生。圖一為某生料均化庫庫頂?shù)钠矫婧唸D，標(biāo)示出了庫頂預(yù)留洞口和結(jié)構(gòu)梁的位置，以本圖為例進(jìn)行安裝位置的介紹。庫主體采用鋼筋混凝土筒倉結(jié)構(gòu)，庫高53米，庫體直徑15米。庫內(nèi)有效儲存物料高度

8、為36米，庫容為4100噸。本庫頂有3道主結(jié)構(gòu)梁及若干次梁，主梁的梁高為1000mm,次梁為220mm。庫頂?shù)闹飨铝峡谖挥趲祉斨醒耄€有其他若干收塵口及人孔，手動量庫孔。料位計孔的設(shè)置如圖所示。在進(jìn)行料位計位置的選擇時，要避開進(jìn)料口，以免入料的影響產(chǎn)生虛假反射。還要對照結(jié)構(gòu)施工圖，避開庫頂?shù)闹髁?，因庫頂主梁的梁高都比較大，料位計孔至主梁要保持一定的距離，保證主梁不在料位計的發(fā)射區(qū)內(nèi)。在安裝時，料位計不要安裝在庫的中心處（如果為拱形庫，則傳感器收到的虛假回波會增強(qiáng)，），也不能距離庫壁很近安裝，最佳安裝位置在庫體半徑的1/2處。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最近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置（因?yàn)檎系K裝置越近，虛假反射信號越強(qiáng)）。在工程設(shè)計時應(yīng)當(dāng)按照料位計的喇叭口天線尺寸及法蘭預(yù)留好安裝孔洞，在孔洞邊要做好防水臺。在防水臺上要根據(jù)料位計法蘭尺寸預(yù)留好埋件，以利于料位計安裝。在測量液位時，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