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2022 - 07 - 12
今天小编给大家介绍一种常见的仪表超声波物计,就让小编来带大家看一下它都有哪些类别的划分以及应用场景吧。一、 超声波物位计超声波物位计是一种非接触式的测量仪器,它采用了一项声智能技术以及TOF测量技术。它有着运行平稳、测量精准、需维护量小等优良的特点。它广泛的使用在生物制药、石油冶炼、水处理以及食品饮料等各种工业领域。因为其应用的广泛程度,这就造成了不同的工业领域的生产情况。对超声波物位计使用的要求也就产生了不同的需求。所以目前也发出了多种类型的超声波物位计来与不同的需求进行匹配。二、 超声波物位计的分类1、按仪表量程来进行划分如果我们将超声波物位计来按照量程进行划分的话,能分成五米、十米以及十五米的不同量程的种类。其实超声波物位计一般来说都会安装在室外环境中,一般都是大量程的容器,所以对于测量的高度应该是没有特别的限定。但是我们为了满足各种场合的测量需求,分成了这三种量程的款式。我们在选择时,超声波物位计的量程应大于实际的最高量程,只有这样才可以达到最佳测量效果。2、按仪表的结构划分如果将超声波物位计按照结构来进行划分的话,可以分为一体式和分体式两种类型。一体式的超声波物位计在实际的使用情况中是比较多见的,它的优点是具有较高等级的防护性能以及较强的抗干扰性能,因此能够适应大多数的工业环境中。而分体式的超声波物位计要比一体式的超声波物位计使用起来更加的轻便,一般使用在一些复杂场合的相...
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2022 - 08 - 02
雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号,一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和的测量。雷达液位计回波处理事项:1、测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算,但在特殊情况下,若罐底为凹型或锥形,当物位低于此点时无法进行测量。2、介质为低介电常数,且处于低液位。3、理论上测量达到天线的位置是可能的,但是考虑到腐蚀及粘附的影响,测量范围的终值应距离天线的至少100mm。4、对于过溢保护,可定义一段安全距离附加在盲区上。5、最小测量范围与天线有关,测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算,但在特殊情况下,若罐底为凹型或锥形,物位低于此点时无法进行测量。若介质为低介电常数其处于低液位时,罐底可见,此时为保证测量精度,建议将零点定在低高度为C的位置。对于过溢保护,可定义一段安全距离附加在盲区上。欢迎关注我司微信公众号,期待您的意见和建议,一起讨论、学习,为仪表国产化而努力奋斗!
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2022 - 08 - 29
雷达液位计测量原理雷达液位计的测量原理是通过电磁波的直线传播特性测量周围空间的净空距离,即被测物体距离雷达的直线空间距离,具体到工业生产中就是液体的液面到雷达天线的空高。通过对雷达液位计组态可设定雷达天线到容器底部的垂直距离,根据已经测得的液面空高就可计算出液体的液位高度。雷达液位计的构造不同厂商所生产的雷达液位计形式各异,但总体的部件大体是一致的,其主要包括电路部分(雷达波发生器、信号检测、信号处理),天线及接收器和安装附件表体三大部分。根据天线的不同,雷达液位计可分为导波雷达和普通雷达两大类型。导波雷达液位计导波雷达是在电磁波发射器的下方安装了一个金属导波体,让高频的无线电波沿着金属体垂直向下传播,当电磁波碰到被测物质的液面时,电磁波会在接触面反射,沿着波导体垂直返回到雷达液位计天线内部的接收器中,然后处理电路进行分析计算,得出被测液体的液面高度。根据金属导波体的不同,导波雷达又分为缆式和杆式两大类。缆式导波雷达的导波体为一个柔性的不锈钢金属绳,其末端栓一金属重物,以保证金属绳在被测液体中垂直的伸入到容器底部,防止金属绳在使用中漂浮摆动而弯曲。这样结构的雷达液位计主要用于底下罐、零位罐等地面以下的液位测量中。一般现场使用的导波雷达:杆式导波雷达的波导体根据导波杆及天线的不同又分为很多种,有金属杆式的导波雷达,有通过金属管的喇叭天线式的导波雷达,有带有旁通测量筒的导波雷达。这些导...
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雷达料位计在水泥厂的应用和选型

发布日期: 2024-09-09
浏览人气: 93

1、概述

位是水泥工业生产过程的主要测量参数之一,和其他行业不同,在水泥工业中主要是固体物料的物位测量,液位测量则很少。固体物料种类繁多,有块料、颗粒状、粉料,这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段,如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式等测量方法,由于测量时仪表和物料是接触的,在使用过程中往往会出现各种问题,如电容的挂料;重锤的锤、埋锤;音叉的堵料等,且日常的维护量很大。到20世纪90年代,水泥工业开始采用非接触的物位测量,较早成熟的非接触的测量技术有超声波技术和核辐射技术(γ射线),核辐射技术因有放射源,在应用上受到限制。

超声波技术近几年来发展很快,是目前应用最广泛的非接触式测量方法,特别在液位测量。在水泥厂超声波物位测量已较普遍应用在原料调配库、原煤库、熟料库等,但超声波必须借助于媒质传播,如在水泥厂的库物位测量通常以空气作为传播介质,而空气的温度、湿度、组分等的变化会影响超声波传播速度,空气中的粉尘也将衰减超声波的传播信号;当前超声波物位测量仅用于测量块料或颗粒状的物料,对粉仓料位的测量,由于粉仓料位表面在下料时非常疏松,对超声波信号有较强的衰减,故至今还没有测粉仓料位成功的先例。

90年代末期,在过程检测领域出现了高性能、低价格的微波物位计即雷达料位计,所谓微波是电磁波,其频率范围为300MHz300GHz,微波的传播速度为3×108m/s,如设频率为5.8GHz,在大气中波长约为52mm,其穿透力强,传播速度不受粉尘、蒸汽及介质组分的影响,传播衰减也很小;对被测固体物料除要求其介电常数ε>1.8外,物料的温度、压力、密度等几乎不影响对其准确的测量;现有雷达料位计在天线设计和形状确保了接受回波的能量;另外现场调试也十分简单,通过专用的软件,能把正确的回波迅速找到,并立即换算为物位值。由于比超声料位计有其更卓越的性能,近几年来,雷达料位计迅速、大量进入了过程检测仪表的市场,在各行业普遍使用。在水泥行业也几乎由雷达料位计统占物位测量的领域,据统计近几年来新设计的大型水泥厂和粉磨站的各类库和仓近90%采用了各种类型的雷达料位计,,还成功用在云南红塔滇西水泥公司的3条水泥生产线的8个水泥库中,和其他仪表组成了新型的FCS系统。

  

2、雷达料位测量原理和主要技术因素

雷达料位计是利用回波测距原理。发射天线向被测目标发射微波,被测目标的微波被接收天线接收,信号处理器将发射信号与接收信号比较,计算出被测距离,并可算出相应的物位

  微波脉冲来回传播时间t由下式决定:

  t=   (1

式中:a—天线到被测目标的距离;

  c—微波传播的速度(光速)。

  由于微波在传播途径上有衰减和干扰反射,故测量的关键是要能接收到反射回波,并识别出有效回波。接收的回波能量Pk可用简化的雷达方程表示如下:

  Pk=PτxCxGiGtGr/r4    (2

式中:Pτ—天线辐射功率;

   C—经验系数,由经验决定;

  Gi—由目标表面介电特性及面积决定的反射增益;

 GtGr—天线发射和接收效率;

  r—天线与目标间的距离。

从式(2)知:接收的回波能量大小与天线的发射和接收效率以及天线辐射功率有关,故雷达料位计的天线设计和形状很关键,现有的天线除号角天线(喇叭口)和棒状天线外,还有平面天线和抛物面天线,为用于介电常数较小的物料,将缆绳作为天线或安装导波管,缆绳和导波管一直延伸到库或仓底,由此来传递发送和接收的电磁波,增强了回波的信号。

从式(2)还知:接收的回波能量大小与物料表面的介电特性有关,介电常数ε高,反射率高,得到的回波强度也高;介电常数ε低,物料会吸收部分微波的能量,回波强度也较低。通常要求被测物料的介电常数ε:液体为ε>1.8,固体ε>2.5,水泥厂固体ε>2.5,水泥的介电常数ε为3

在水泥工厂,各种固体物料储存在库或仓里,都存在物料的安息角,回波反射也会超声波一样存在漫反射,产生干扰回波和假回波,通过软件可排除干扰回波和假回波,但有效回波强度会减少很多,故设计选型时,要考虑衰减,选量程要留有一定的余量。


3、雷达料位计的选型

 3.1 脉冲型雷达

 用于测物位的雷达料位计通常分为两类:脉冲型雷达(Pulse)和调频连续波雷达(FMCW)。在过程监测场合主要选用脉冲型雷达,由于其频率较低(6.3GHz),并且在天线结构设计时充分考虑了冷凝、积料等影响,还能利用超声波料位计中的回波信号处理,在有搅拌器等复杂工况中也能识别有效回波,价格相对也较便宜.

 

 3.2 颗粒状物料的选型

 在水泥厂原料大多是颗粒状物料,个别是块料,如石灰石、原煤、页岩等,其半成品熟料也是颗粒状物料,储存在库或仓里,都存在物料的安息角,但也有反射面。根据入料和卸料所形成的物料安息角和表面情况,在确定有效量程后,建议采用非接触型的雷达料位计,即带有棒形或号角形天线的料位计。如用接触型的雷达料位计,会产生对缆绳较大的下拉力,造成事故。根据水泥厂信息反馈,号角形天线的料位计回波更强,精确度更高(±0.2%~±1F.S,常用型号为PULS54

 3.3 粉状物料的选型

 在水泥厂和粉磨站水泥库一般有48个,在水泥厂还有生料均化库和粉煤灰库,这些物料全是粉料,非常难测其料位。在库里的粉料表面极为疏松,微波反射相当困难,为此建议采用接触型雷达料位计,也可选用大法兰的带有号角天线的非接触型雷达料位计,它实际上是把缆绳既当天线又作导波管,合二为一,微波脉冲从探头发出后沿缆绳传播,当脉冲遇到物料表面时会被反射回来,其量程可达35m,被测物料的介电常数ε最低为1.6,另外缆绳的耐磨和忍受的最大下拉力,能满足水泥厂各类粉料库的检测要求。目前已有许多水泥厂用缆式雷达料位计测量均化库、水泥库和粉煤灰库的料位,取得较好的效果,如海螺荻港、浙江三狮、陕西耀县、甘肃祁连山等水泥厂。

 3.4 二线制

 目前使用的雷达料位计大多是一体化的产品,由二线制供电,可直接控制系统的模块,输出420mA的模拟信号,可节省大量电缆;同时还提供HART数字信号和各种协议的现场总线数字通信功能,和计算机监控系统连接非常方便,既可在现场调试,也可用PC机在控制室调试,如组成FCS系统还可在操作员站调试。

  

4、结论

水泥厂的物位测量是水泥生产线自动化系统一个重要组成部分,雷达料位计的应用解除了人们对水泥厂的物位测量的疑虑,现有雷达料位计在品种、精确度、标准材料、耐压、耐高温、防爆等方面都能满足水泥厂检测和控制的要求。

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