物位測(cè)量是工業(yè)中一項(xiàng)重的數(shù)據(jù)，尤其是在火力發(fā)電廠的煤粉倉(cāng)、石灰石粉倉(cāng)、灰?guī)臁⒚摿蛳到y(tǒng)脫水倉(cāng)等的物位測(cè)量更是當(dāng)今物位制造廠商共同面臨的難題之一，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的工況條件較為復(fù)雜，各種物理參數(shù)相互影響制約，對(duì)于一些現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，比如溫度、壓力、介電常數(shù)、輸料的速率的變化規(guī)律沒(méi)有現(xiàn)成的控制模式可參考。所以說(shuō)，要選好型，且設(shè)計(jì)好、安裝好、使用好、維護(hù)好物位測(cè)量?jī)x表難度并不簡(jiǎn)單。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，一種基于雷達(dá)波測(cè)量模式的連續(xù)式物位測(cè)量?jī)x表在電廠、油田、石化等工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。固體顆粒、灰粉和泥漿混合物的料位測(cè)量，始終存在粉塵粘性大、溫度偏高、介電常數(shù)小等問(wèn)題，如何合理選型設(shè)計(jì)好適用于電廠灰?guī)臁⒚撍畟}(cāng)的物位測(cè)量傳感器并成功應(yīng)用已成為關(guān)鍵。本文針對(duì)于電廠的灰倉(cāng)中的物位測(cè)量的具體應(yīng)用作一個(gè)介紹。

 

一、產(chǎn)品原理

雷達(dá)物位計(jì)是通過(guò)測(cè)量微波脈沖發(fā)射和反射時(shí)間，從而測(cè)量傳感器到被測(cè)介質(zhì)表面問(wèn)的距離。脈沖雷達(dá)物位計(jì)以固定頻率從天線發(fā)射微波，該頻率和發(fā)射信號(hào)到返回信號(hào)的時(shí)間差反映了2種不同介電常數(shù)材料之間的界面。回波通過(guò)一個(gè)接收器檢測(cè)傳輸時(shí)間，用于計(jì)算物位。反射回的雷達(dá)波經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換生成回波圖形、通過(guò)對(duì)回波形狀進(jìn)行分析，來(lái)確定從介質(zhì)

表面到儀表基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離。公式：

71-2Dl／(

式中，為發(fā)射與接到反射的時(shí)間差：D為被測(cè)介質(zhì)與傳感器距離；C為電磁波傳播速度。

雷達(dá)物位計(jì)在發(fā)射的時(shí)間間隔里，天線系統(tǒng)作為接收裝置使用。儀表分析、處理運(yùn)行時(shí)間小于十億分之一秒的回波信號(hào)，并在短的一瞬間分析處理回波。雷達(dá)傳感器利用特殊的時(shí)問(wèn)間隔調(diào)整技術(shù)將每秒的同波信號(hào)進(jìn)行放大、定位．然后進(jìn)行分析處理。因此雷達(dá)傳感器可以在0．Is內(nèi)**細(xì)致地分析處理這些被放大的回波信號(hào)．無(wú)須花費(fèi)很多時(shí)間來(lái)分析頻率。

 

雷達(dá)物位計(jì)

 

二、雷達(dá)特點(diǎn)

高頻雷達(dá)物位計(jì)(26GHz)具有能量高、波束角小、天線尺寸小、精度高等優(yōu)點(diǎn)。26GHz雷達(dá)波長(zhǎng)11mm，雷達(dá)物位計(jì)在測(cè)量散裝料位時(shí)，雷達(dá)波反射主要是來(lái)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(zhǎng)成反比，而大部分散裝料直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50ram．這就是目前26GHz雷達(dá)是測(cè)量散裝料物位佳選擇的原因。由于雷達(dá)物位計(jì)采用了先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，加上雷達(dá)波本身頻率高，穿透性能好，雷達(dá)物位計(jì)具有比接觸式料位計(jì)和同類非接觸料位計(jì)更加優(yōu)良的性能。雷達(dá)物位計(jì)在使用上具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量：雷達(dá)物位計(jì)不與被測(cè)介質(zhì)接觸，受溫度、壓力、氣體等影響非常小。

(2)對(duì)干擾回波具有抑制功能：波束范圍內(nèi)接頭引起的干擾回波和進(jìn)料或出料的噪聲引起的干擾回波等可由內(nèi)部的模糊邏輯控制自動(dòng)進(jìn)行抑制。

(3)具有虛假波的學(xué)習(xí)功能：輸入料面的實(shí)際料位．軟件能自動(dòng)地標(biāo)識(shí)出料面到天線的虛假回波，排除這些波的干擾。

(4)參數(shù)設(shè)定方便：可用液位計(jì)上的簡(jiǎn)易操作鍵進(jìn)行設(shè)定，也通過(guò)HART協(xié)議用裝有專用軟件的PC機(jī)在遠(yuǎn)

程或直接接在物位計(jì)的通信端進(jìn)行設(shè)定，十分方便。

(5)準(zhǔn)確安全．節(jié)省能源：雷達(dá)物位計(jì)在真空、受壓狀態(tài)下都可進(jìn)行測(cè)量，而且準(zhǔn)確安全，可靠性強(qiáng)，可以不受任何限制，適用于各種場(chǎng)合。

(6)安裝簡(jiǎn)單：在各行業(yè)應(yīng)用中，雷達(dá)液位計(jì)可直接安裝到儲(chǔ)罐頂部。

(7)無(wú)須維修且可用性強(qiáng)：微波幾乎不受干擾，與測(cè)量介質(zhì)不直接接觸．幾乎可以被應(yīng)用于各種場(chǎng)合，如真空測(cè)量、液位測(cè)量或料位測(cè)量等；由于材料的使用，對(duì)情況復(fù)雜的化學(xué)、物理?xiàng)l件都很耐用，可以提供準(zhǔn)確可靠、長(zhǎng)期穩(wěn)定的模擬量或數(shù)字量的物位信號(hào)。

(8)維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單：雷達(dá)物位計(jì)具有故障報(bào)警及自診斷功能，根據(jù)操作顯示模塊提示的錯(cuò)誤代碼分析故障，及時(shí)確定故障予以排除，使維護(hù)校正更加方便、準(zhǔn)確，保障儀表的正常運(yùn)行。

 

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況分析

在軍糧城發(fā)電廠灰倉(cāng)中原使用射頻導(dǎo)納物位計(jì)，因其工況條件所限，受溫度、壓力、介電常數(shù)、粉塵較大等因素，射頻導(dǎo)納物位計(jì)常為掛料等問(wèn)題影響，造成誤信號(hào)使儀表輸出波動(dòng)很大，效果并不理想，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移嚴(yán)重，甚至在顯示上出現(xiàn)"死"數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。系統(tǒng)不能依靠?jī)x表輸出準(zhǔn)確而穩(wěn)定的參數(shù)來(lái)自動(dòng)控制料位，只能靠運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間來(lái)控制料位，這樣就很易造成倉(cāng)位冒頂，控制效率低下。改用雷達(dá)物位計(jì)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用后證明取得了比較理想的效果。采用雷達(dá)物位計(jì)半年以來(lái)，可以進(jìn)行連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量，儀表輸出比較穩(wěn)定，系統(tǒng)能夠依靠?jī)x表輸出的穩(wěn)定而準(zhǔn)確的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制料位。灰倉(cāng)在進(jìn)出料時(shí)，儀表輸出穩(wěn)定，能夠準(zhǔn)確反映粉位的位置，從而可進(jìn)行有效可靠的控制。

應(yīng)用中曾出現(xiàn)問(wèn)題及處理方法：

(1)儀表無(wú)指示。查電源、通信電纜是否正常，設(shè)置回波位置參數(shù)。

(2)參數(shù)設(shè)置不合理。對(duì)儀表復(fù)位，重新設(shè)定參數(shù)。

在投用前，基本參數(shù)須正確設(shè)置，如空槽、滿槽設(shè)置是否正確，應(yīng)用條件是否符合實(shí)際情況。

(3)儀表顯示不準(zhǔn)。查看槽內(nèi)有無(wú)障礙物，設(shè)置rVTSETUP，讓其自動(dòng)學(xué)習(xí)虛假回波抑制，消除虛假回波。

(4)儀表指示不穩(wěn)定、不正確或無(wú)回波。回波處理ECHOPROOC．選擇適合回波算法BestofLargestorFirstecho，找出其正確回波，此時(shí)顯示正常。

(5)天線污染。加裝特制防塵罩，防止粉塵物料在天線上掛料而降低其靈敏度。

雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)作為一種先進(jìn)的物位測(cè)量技術(shù)，可用于對(duì)高粉塵、漿粒、顆粒料的物位進(jìn)行非接觸連續(xù)測(cè)量。雷達(dá)物位計(jì)耐磨損，耐老化；適用于真空，溫度、壓力變化大，有氣體、蒸汽、粉塵存在等條件惡劣的場(chǎng)合。