雷达物位计主要应用于工业过程领域中、条件苛刻的测量环境下对密闭容器中的各种液体、颗粒、浆料以及粒状固体的料位,也可实现非接触式连续测量。

 

1测量原理

雷达物位计是一种俯视式时间行程测量系统,用于测量从参考点到物料表面的间距。天线,被测物料表面产生反射,被雷达系统接收。由系统微处理器对此信号进行处理、计算可得到物料的液位。原理图见图1。根据雷达距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程t成正比,可得出:D=c·t/2(其中c为光速)

2典型应用

1)在我厂的各个生产工艺中,很大一部分液位测量应用了普通型雷达料位计(见安装形式图2),如蒸吸碳化工段澄清桶、热母液桶、冷母液桶、出碱液缓冲槽,盐水工段的苛化液罐、碱液槽、澄清桶、粗盐水槽;煅烧工段的结晶器等,这些容器中有的易结晶、带搅拌;有的易挥发、腐蚀、波动大、流动快;还有的温度高、浆状有泡沫、水蒸气。很显然,接触式仪表难以达到要求,曾经采用过差压变送器,均未取得成功。自采用了E+H公司的普通型FMR230雷达,该雷达天线采用6″喇叭口天线,23°的波束角,6GHz的微波频率。有些易结晶的介质,可采用蒸汽反吹。所有的这些已成功应用在生产中,并取得了很好的效果。

 

2)在纯碱料仓物位测量方面的应用我厂纯碱包装料仓,粉尘大、料位成锥型,以前用过音差开关,测量误差大,维修工作量大,经常误报警。自建厂以来,就没有很好地解决料仓料位测量问题。在以上雷达料位应用的基础上,又采用了E+H公司的FMP40型雷达(安装形式见图3),雷达天线采用缆式天线。探头发出的高频脉冲沿着缆绳传播,当高频脉冲遇到物料表面时被反射回来,反射回来的高频脉再沿缆绳传递至仪表电子线路部分,经微处理器分析处理,辨别出真正的物位回波信号。

缆式雷达具有以下优点:测量不受液体密度、固体物料的疏松程度、物料温度、加料时的粉尘影响;也不受物体表面的泡沫影响;具有自诊断、远程操作显示功能等。目前我厂所有的纯碱料仓全部采用缆式雷达液位计,运行稳定,测量精确,能够很好的服务于生产。

 

3)在石灰窑料位、灰仓料位的应用石灰窑顶料位温度高,出气部位有时可达到200℃,物料部位接近1000℃;气体流速大,灰尘颗粒大,浓度大;下部物料是不规则石块,料面不平,对波易散射。一般的雷达很难适用这种测量环境。针对这种情况,选用了E+H公司的特殊型FMR250雷达(图4),该雷达天线采用抛物面天线,接收面积大,不易失真;波束角小,只有4度,发射微波束集中;微波频率26GHz,频率高,波长短,穿透力强,能够克服有颗粒、粉尘等恶劣的测量环境,克服了块状物料的散射问题;在喇叭口的上部,接上压缩空气进行吹扫,一是避免粉尘积聚在天线上,堵塞抛物线接收面,同时又可降低仪表的环境温度,确保仪表适宜的测量环境,可延长仪表的使用寿命。经过1年的试用,仪表运行稳定,测量精确可靠,于2006年2月份,在新线石灰窑、石灰料仓已全部安装上该型号雷达料位计,并进入正常运行。图5为FMR250型雷达安装简图。

通过应用该仪表,降低了职工劳动强度,提高了工艺指标,使我厂在自控程度方面又上一个新台阶。特别是石灰窑料位正常投用,也开创了国内制碱行业在石灰窑料位、灰仓料位精确测量的先例。综上所述,雷达物位计在我厂各个工况上的成功应用,解决了我厂在测量控制方面的不少难题,并有很高的测量精度,提高了我厂的自控水平,并使我厂在国内纯碱行业的新技术应用、测量控制方面走在了前列