1 料位检测现状及需求

为了解决仓内料位测量问题，许多厂家都开发了各自的产品，市场上出现了很多不同样式的料位器，目前常见的料位器主要由两种类型的，一种是开关式料位，该种料位被安装在指定位置后，当料面接触到料位即发出不同信号，只能用来判定仓内是否有料，如阻旋式、音叉式、电容式、重锤式、射频导纳等; 一种是连续型料位，通过定时测量或者根据需要测量，可以比较精确的测定料面的高度，如超声波、雷达等。以上两种形式的料位都属于单点式的料位，只能测定一个点或者一个很小范围内的料位情况，由于物料的工艺特性，单点料位不能代表整个仓的料位情况。

 

物料入仓后会自然堆积有堆积角形成，形成一个或者数个的“小山峰”，因此料面是不平的，难以确定料位高度; 而物料出仓时，受出料口位置、数量的影响，形成一个或者数个凹陷，因此很难测定物料的zui低位置。根据单点连续型料位器安装位置不同，测得的料层高度也不同，而且测得数据是物料高度而非物料体积，以此高度来计算物料体积会有较大误差。

 

随着企业生产管理水平及生产自动化程度的提高，需要更多的数据为生产与管理提供依据，对真实仓容的数据需求越来越高，而料仓较高，仓内粉尘较大，料面情况复杂等因素为仓容测量带来了很大的难度，因此很多企业对于能够实时准确测量实际仓容的产品翘首以待。 2 3D 雷达扫描技术的应用研究结合 3D 扫描技术的发展，如果能给仓内的粮食做一个 3D 扫描是否能测算出粮食的真实体积，为此我们经过多方寻找，在市场上找到了一款俄罗斯生产的 3D 雷达物位计，3D 雷达物位计采用多点扫描技术，通过发送和接受雷达波的过程可以对仓内物料表面进行扫描从而形成图像，更加直观反映出仓内物料的真实情况，让用户更加方便的了解和控制进出料过程。其zui大特点之一便是可以测出物料的体积。该产品自引入国内已在水泥、电力、化工、钢铁、粮油等多个行业进行了应用，使用效果很好。 

 

2． 1 工作原理

3D 雷达物位计通过内置天线发射连续雷达波，对料面进行连续扫描，并接收仓内物料反射回来的雷达波，经过传感器采集反馈的数据信息，通过系统数据分析以三维成像方式呈现仓内物料的实际分布情况。 

 

2． 2 产品特点

2． 2． 1 多点扫描、精度高

普通的单点雷达或者激光不仅测量点位少，而且存在波束触及到仓壁或者其它障碍物时，不能够自动判断接收器接受的信号的来源，因此造成测量结果不准确。 3D 雷达物位计内置 5 个天线，其工作原理类似于 GPＲS 导航系统。采用多点扫描的方式，发射阵列传输的调频连续波，测量面积更加广阔，可形成上千个网格点，不仅可以覆盖整个料位的表面，而且其中的采样点也包括仓壁及障碍物的点，为了得到精确的测量，这时候它的独特的发射接收系统发挥重要作用，5 个天线分别发送雷达波，对采集的数据以及回波的方向的进行存储和判断，zui后 5 个天线同时发送雷达波，然后对采集的数据以及前几次保存的数据进行计算，该系统可以自动判断接受信号的方向，对所有接收信号进行过滤，得到准确的物位信号，因此测量更加准确，测量精度可小于 3 mm。 

 

2． 2． 2 高浓度粉尘穿透能力强，20 区粉尘防爆

3D 雷达物位计采用全球先进的太赫兹技术，具有极强的穿透性、高分辨性、成像清晰、定向性好、很高的信噪比。140 GHz 频率发射雷达波，信号衰减小，解决了对于高粉尘料仓难以测量的难题。采取的调频连续波技术，微波连续发射，采用四线制发射，功率强大，信号损减小，所以对于高浓度的粉尘有很好的穿透能力。该产品具有爆炸性环境防爆合格证，可适用于 20 区的粉尘爆炸危险区域内。 

 

2． 2． 3 先进的三维成像技术

采用高分辨率、非接触、无破损、数据获取速度快等优点的三维立体成像技术，5 个发射器发射雷达波对物料表面多点扫描后形成三维图像，可准确直观的反映物料的情况，使用户随时了解仓内的实际情况。

 

2． 2． 4 远程控制和服务

3D 雷达物位扫描 仪可通过 limacopc 和 multibeamradar 软件程序进行远程监控、调试，如果现场设备出现故障，可以远程帮助用户及时解决问题，降低风险，提高维护效率。 

 

2． 3 应用研究

随着国家大力推进粮食科技创新，粮食仓储、物流及加工业智能化水平不断提高，尤其对于大部分粮食物流及加工企业的仓容监控仍有较大提升空间，3D 雷达物位计可为粮食企业解决不少难题，有较大的应用空间。 

 

2． 3． 1 指导进出料作业

( 1) 进仓作业

粮食进仓要在设计允许范围内尽量的提高装满系数，增加仓容利用率，而实际使用过程中，受进料口位置、料位器安装位置、物料特性( 尤其面粉、粕 类、稻壳等容重小，介电常数低的物料) 、粉尘浓度等影响，常见料位器经常出现误报警、信号不稳定等状况，造成料仓装满系数低、满仓堵料等现象，3D 雷达物位计凭借其自身特点可有效避免上述状况的发生，保证料仓装满系数和设备安全。

 

( 2) 出仓作业

受仓底形式、物料特性、含杂量等影响，物料溜动过程中会出现滞溜现象，往往一边出完了，其他地方还有很多残存，可以仪表已经显示为空仓。另外还有挂壁、搭桥等更为严重现象发生，如果不能准确得知仓内实际情况，往往会让生产人员做出错误的判断，比如去清仓或者二次进料，则会造成物料交叉污染或着发生安全事故等严重后果，然而通过 3D雷达物位计可以对仓内剩余物料进行扫描成像，通过电脑直观的反映出来，让用户一目了然，从而避免事故发生。 

 

2． 3． 2 提供生产计量

3D 雷达物位计可随时监控仓内物料体积变化，而且具有较高的精确度，可起到一个计量称的作用，可时刻显示物料消耗或者产品增加量，为生产过程提供实时的数据支持，指导生产操作，为企业增加效益。另外对仓内物料的散装发放，可为发放过程提供数据参考，显示发放产量，防止超载扒料现象的发生，还可作为结算的复核依据。 

 

2． 3． 3 辅助仓容管理

3D 雷达物位计可实时的将仓内物料状况传输到企业或者政府的仓容管理系统中，使企业或者政府随着掌握仓内物料实际情况，可起到一个监视器的作用，如果出现跑料、违规进出等情况可第一时间通知相关人员，保证物料的存储安全。 3 结语3D 雷达物位计已经在众多行业有了广泛的应用，通过实践证明，它能准确、真实、实时、立体的呈现物料在仓内的变化情况，运行稳定可靠，得到用户的好评。而且不受物料性质、仓型、环境的影响，尤其适用于极度恶劣的高粉尘贮存环境的料位测量，具有较高的社会效益与经济效益，能切实满足粮油行业的应用需求。