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北京康納森儀表技術有限公司作者
摘要】
本文介紹了雷達料位計的工作原理、技術規范、應用注意事項及新型NIVELCO PiloTREK 雷達在純堿行業中的成功應用。
【關鍵詞】
雷達；物位測量；波束角；天線
一、 概述：
山東海化股份有限公司純堿廠是國家“七、五”期間重點建設項目，是國家同期建設的三大堿廠之一。原設計純堿生產能力60萬噸/年，后經二次技術改造生產能力增至85萬噸/年。其主要產品為輕質純堿和重質純堿，1995年8月山東濰坊純堿廠與山東羊口鹽場兩個大型國有企業為組建成“山東海化集團有限公司”。主要以發展海洋化工新興產業為主導，集科、工、貿，服務等為一體的跨行業、現代化特大型企業，現為全國120家試點企業集團和山東省8大骨干企業之一，綜合勢力居全國同行業*，主要產品有純堿、原鹽、溴素、滅火劑、三聚氰胺等100余種。
雷達液位計主要應用于山東海化股份有限公司純堿廠中，條件苛刻的測量環測量環境下對密閉容器中的各種各種液體、顆粒、漿料以及粒狀固體的料位，可實現非接觸式連續測量。
二、測量原理：
雷達料位計是一種俯視式時間行程測量系統，用于測量從參考點到物料表面的間距。天線，被測物料表面產生反射，被雷達系統接收。由系統微處理器對此信號進行處理、計算可得到物料的液位。原理圖見圖1
根據雷達距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程t成正比，可得出： D=c﹒t/2 （其中c為光速）
雷達；物位測量；波束角；天線
一、 概述：
山東海化股份有限公司純堿廠是國家“七、五”期間重點建設項目，是國家同期建設的三大堿廠之一。原設計純堿生產能力60萬噸/年，后經二次技術改造生產能力增至85萬噸/年。其主要產品為輕質純堿和重質純堿，1995年8月山東濰坊純堿廠與山東羊口鹽場兩個大型國有企業為組建成“山東海化集團有限公司”。主要以發展海洋化工新興產業為主導，集科、工、貿，服務等為一體的跨行業、現代化特大型企業，現為全國120家試點企業集團和山東省8大骨干企業之一，綜合勢力居全國同行業*，主要產品有純堿、原鹽、溴素、滅火劑、三聚氰胺等100余種。
雷達液位計主要應用于山東海化股份有限公司純堿廠中，條件苛刻的測量環測量環境下對密閉容器中的各種各種液體、顆粒、漿料以及粒狀固體的料位，可實現非接觸式連續測量。
二、測量原理：
雷達料位計是一種俯視式時間行程測量系統，用于測量從參考點到物料表面的間距。天線，被測物料表面產生反射，被雷達系統接收。由系統微處理器對此信號進行處理、計算可得到物料的液位。原理圖見圖1
根據雷達距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程t成正比，可得出： D=c﹒t/2 （其中c為光速）
三、典型應用：
①在我廠的各個生產工藝中，很大一部分液位測量應用了普通型雷達料位計，（見安裝形式圖2），如蒸吸碳化工段澄清桶、熱母液桶、冷母液桶、出堿液緩沖槽,鹽水工段的苛化液罐、堿液槽、澄清桶、粗鹽水槽；煅燒工段的結晶器等，這些容器中有的易結晶、帶攪拌；有的易揮發、腐蝕、波動大、流動快；還有的溫度高、漿狀有泡沫、水蒸氣。很顯然，接觸式儀表難以達到要求，曾經采用過差壓變送器，均未取得成功。
①在我廠的各個生產工藝中，很大一部分液位測量應用了普通型雷達料位計，（見安裝形式圖2），如蒸吸碳化工段澄清桶、熱母液桶、冷母液桶、出堿液緩沖槽,鹽水工段的苛化液罐、堿液槽、澄清桶、粗鹽水槽；煅燒工段的結晶器等，這些容器中有的易結晶、帶攪拌；有的易揮發、腐蝕、波動大、流動快；還有的溫度高、漿狀有泡沫、水蒸氣。很顯然，接觸式儀表難以達到要求，曾經采用過差壓變送器，均未取得成功。
自采用了北康納森儀表技術有限公司的普通型雷達，該雷達天線采用6〞喇叭口天線，23°的波束角，6GHz的微波頻率。有些易結晶的介質，可采用蒸汽反吹。所有的這些已成功應用在生產中，并取得了很好的效果。
②在純堿料倉物位測量方面的應用 我廠純堿包裝料倉，粉塵大、料位成錐型，以前用過音差開關，測量誤差大，維修工作量大，經常誤報警。自建廠以來，就沒有很好的解決料倉料位測量問題。在以上雷達料位應用的基礎上，又采用了北康納森儀表技術有限公司的MONITOR Flexar四線制雷達,（安裝形式見圖3）雷達天線采用纜式天線。探頭發出的高頻脈沖沿著纜繩傳播，當高頻脈沖遇到物料表面是時被反射回來，反射回來的高頻脈再沿纜繩傳遞至儀表電子線路部分，經微處理器分析處理，辨別出真正的物位回波信號。
②在純堿料倉物位測量方面的應用 我廠純堿包裝料倉，粉塵大、料位成錐型，以前用過音差開關，測量誤差大，維修工作量大，經常誤報警。自建廠以來，就沒有很好的解決料倉料位測量問題。在以上雷達料位應用的基礎上，又采用了北康納森儀表技術有限公司的MONITOR Flexar四線制雷達,（安裝形式見圖3）雷達天線采用纜式天線。探頭發出的高頻脈沖沿著纜繩傳播，當高頻脈沖遇到物料表面是時被反射回來，反射回來的高頻脈再沿纜繩傳遞至儀表電子線路部分，經微處理器分析處理，辨別出真正的物位回波信號。
纜式雷達具有以下優點：測量不受液體密度、固體物料的疏松程度、物料溫度、加料時的粉塵影響；也不受物體表面的泡沫影響；具有自診斷、遠程操作顯示功能等。
目前我廠所有的純堿料倉全部采用纜式雷達液位計，運行穩定，測量，能夠很好的服務于生產。
③在石灰窯料位、灰倉料位的應用 石灰窯頂料位溫度高，出氣部位有時可達到200多度，物料部位可達接近1000度；氣體流速大，灰塵顆粒大，濃度大；下部物料是不規則石塊，料面不平，對波易散射。對一般的雷達，很難適用這種測量環境。針對這種情況，選用了北北康納森儀表技術有限公司的特殊型NIVELCO PiloTREK 雷達（見圖4），該雷達天線采用拋物面天線，接收面積大，不易失真；波束角小，只有4度，發射微波束集中；微波頻率26GHz，頻率高,波長短，穿透力強，能夠克服有顆粒、粉塵等惡劣的測量環境，克服了塊狀物料的散射問題；在喇叭口的上部，接上壓縮空氣進行吹掃，一是避免粉塵積聚在天線上，堵塞拋物線接收面，同時又又降低了儀表的環境溫度，確保儀表適宜的測量環境，可延長儀表的使用壽命。經過一年的試用，儀表運行穩定，測量可靠，于今年二月份，新線石灰窯、石灰料倉已全部安裝上該型號雷達料位計，并進入正常運行。 四、結束語：
通過應用該表，大大降低了職工勞動強度，提高了工藝指標，使我廠在自控程度方面又上一個新臺階。特別是石灰窯料位正常投用，也開創了國內制堿行業在石灰窯料位、灰倉料位測量的先例。
雷達液位計在我廠各個工況上的成功應用，解決了我廠在測量控制方面的不少難題，并有很高的測量精度，大大提高了我廠的自控水平，并使我廠在國內純堿行業的新技術應用、測量控制方面走在了前列。
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