水泥仓料位计

江苏奥科仪表有限公司

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大家知道，物位测量在现代工业生产中具有十分重要的作用。它通过实时监控指定储罐内物料的使用情况，可以确保各工业生产环节的用料平衡和生产的安全进行。

随着科技的进步，尤其是传感器技术、集成电路芯片设计工艺以及物位测量算法的发展，物位测量技术也取得重大进展，一大批多功能、高精度的物位测量仪表涌现出来。按不同物位计采用的不同测量原理划分，有浮力式、压力式、超声式、雷达式物位计等等。在这些种类繁多的物位计中，雷达式物位计无疑是技术zui为先进，也是zui为复杂的。那么，雷达物位计是怎样工作的呢？这里针对雷达物位计工作原理浅析如下：

与超声波物位计类似，雷达物位计的工作原理同样采用发射—反射—接收的工作模式，所不同的是雷达物位计将超声波物位计使用的超声波换为了射频信号。雷达物位计的天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收。电磁波从发射到接收的时间与到物料的距离成正比，通过雷达物位计记录的电磁波的发射与接收时间，可以推算出实际的物位值。

水泥仓料位计产品分类

雷达物位计按工作方式可分为接触式雷达物位计和非接触式雷达物位计，具体如下：

1、非接触式（射空雷达）雷达物位计

非接触式雷达物位计常用喇叭或杆式天线来发射与接收微波，仪表安装在料仓顶部，不与被测介质接触，微波在料仓上部空间传播与返回。

非接触式雷达物位计，按照微波的波形又可分为脉冲雷达物位计和调频连续波雷达物位计。

2、接触式雷达物位计

接触式雷达物位计一般采用金属波导体（杆或钢缆）来传导微波，仪表从仓顶安装，导波直达仓底，发射的微波沿波导体外部向下传播，在到达物料面时被反射，沿波导体返回发射器被接收。

这种可以通过导波线或导波杆直接接触所测物料来测量的接触式雷达物位计，主要是导波雷达物位计，根据其采用的金属波导体不同，又可进一步细分为：缆式（单/双）、杆式（单/双）和同轴导波雷达物位计。

相比接触式雷达物位计，非接触式雷达物位计具有安装简单、维护量少、使用方式灵活、不受到仓内粉尘、温度等因素的影响等优点，是近年来发展zui快的一种测量仪器。

技术原理

1、脉冲雷达物位计

脉冲雷达物位计将发射微波脉冲，以光速（在空气中）传播，碰到被测介质表面（介电常数必须大于传播介质的介电常数），部分微波被反射回来（反射量取决于料面平整度/介电常数大小），被同一天线接收，介质的反射量（率）越大，信号就越强，越好测量；反射量（率）越小，信号就越弱，越容易受干扰。准确的识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔△t，从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离D。

雷达物位计的种类及其应用

脉冲雷达原理图　

2、调频连续波雷达物位计

FMCW雷达用24GHZ作为测量基频（载频），2GHZ为调节频宽,整个扫描时间为7ms，完成一次线性扫描，信号发射后，经过一定的时间延迟后，接受到回波信号。在线性扫频中产生的时间差，将正比例液位距离，由于有许多反射波，将所有的回波时间进行快速傅立叶（FFT）变换，将时间信号转换成有一定能量的频谱，视频谱比较高和比较陡的信号为有用信号。

雷达物位计的种类及其应用

调频连续波雷达物位计原理图

3、导波雷达物位计

导波雷达发出高频微波脉冲沿着探测组件（钢索或者钢管）传播，当遇到被测介质时，由于介电常数突变，引起发射，一部分脉冲能量被发射回来。发射脉冲与反射回来的脉冲的时间间隔与被测介质的距离成正比。

三、应用区别

雷达物位计的应用范围很广泛，涵盖了电力、钢铁、冶金、水泥、石油化工、造纸、食品等领域，但是应用不同原理的雷达物位计，其解决的应用工况也各有不同。

脉冲雷达物位计一般可以用于大部分应用场合，主要针对圆柱形、35米以内罐体介质的液位测量；但对于球形罐或者带有搅拌功能的液体储罐，就需要使用导波雷达物位计进行测量；而针对大量程、粉尘较大的容器或储罐，就必须使用能量大、抗干扰能力强的调频连续波雷达物位计。

选型参数表

罐/容器信息

储罐类型：

□储罐 □ 反应罐 □ 分离罐 □ 船用储罐

储罐结构： □ 罐材质： □压力： m

罐尺寸： □ 罐高度： m □直径： m

罐顶： □ 拱顶式 □ 平顶式 □ 敞口式 □ 锥顶式

罐底： □ 锥底 □ 平底 □ 斜坡底 □ 弧形底

安装： □ 顶部安装 □ 侧面安装

□旁通管安装 □ 导波管安装

罐顶安装接管（重要信息）

接管高度 mm 接管直径 mm

测量介质

介质名称： □ 液体 □ 固体 □ 混合介质

介质温度： ℃ 介电常数： m

挂料： □ 是 □ 否

搅拌： □ 是 □ 否

过程连接

螺纹：（□ G1?″ □ 1?″NPT）法兰（DN= ）法兰（ANSI= ）

电源：

□ 24V DC两线制 □ 24V DC 四线制 □ 220V AC四线制

输出： □ 4-20mA □ HART

显示： □ 带表头显示编程 □ 不带表头显示编程

安装指导：
下述安装指导适用于杆式和缆式探头，管式探头测量与安装方式无关。
1、安装位置：
a、距离罐壁的距离建议为罐直径的1/6－1/4（至少300mm，混凝土罐至少400mm）；
b、不要安装在金属罐中间；
c、不要装在下料口处；
d、选择探头长度时，注意探头底部距罐底约大于30mm；注意介质温度。
2、罐内障碍物：
安装时注意探头距离障碍至少200mm。
3、干扰的祛除：
a、干扰回波抑制：软件可实现对干扰回波的抑制，从而达到理想测量效果；
b、旁通管及导波管（仅适用于液体）对于粘度不打于500cst，可采用旁通管，导波管或管式来避免干扰。
4、液体标准安装：
对于粘度≤500cst且不易产生粘附的介质，管式探头是理想方案，其特点如下：
a、卓越的可靠性；
b、可用于介电常数大于等于1.4的任何介质，测量与介质的导电性无关；
c、罐内障碍物及短管尺寸不影响测量；
d、比杆式探头能承受的横向压力高；
e、对于高粘度的介质，建议使用杆式探头。
5、卧罐及立罐上的安装：
a、管式探头及杆式探头zui长可到6米对于测量距离超过6米的罐，可选用8mm缆式探头；
b、安装及固定方式同固体粉仓测量；
c、对距罐壁的距离无限制，只要避免探头接触罐壁即可；
d、如果罐内障碍物比较多或过于靠近探棒时，请选用管式探头。
6、腐蚀性介质测量：
如果测量腐蚀性介质，可选用杆式探头套一个塑料套管进行测量。

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