雷達料位計的原理及應用

　　一、概述

　　雷達料(liao)位(wei)計是工業(ye)生產中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)一個重要參數。料(liao)位(wei)測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)方法(fa)很(hen)多，針對(dui)不(bu)同的(de)(de)(de)工況和介質(zhi)(zhi)可(ke)以使用(yong)不(bu)同測(ce)(ce)量原理的(de)(de)(de)料(liao)位(wei)計，吹氣法(fa)、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾種常用(yong)的(de)(de)(de)料(liao)位(wei)測(ce)(ce)量儀(yi)表，都有各自(zi)的(de)(de)(de)特(te)點和應用(yong)范圍(wei)。雷達料(liao)位(wei)計運用(yong)先進的(de)(de)(de)雷達測(ce)(ce)量技術，以其優良(liang)的(de)(de)(de)性能(neng)，尤其是在(zai)槽罐中(zhong)(zhong)有攪(jiao)拌(ban)、溫度高、蒸汽大、介質(zhi)(zhi)腐蝕性強、易結疤等惡劣的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量條件(jian)下，顯示(shi)出其卓越的(de)(de)(de)性能(neng)，在(zai)工業(ye)生產中(zhong)(zhong)發(fa)揮著越來(lai)越重要的(de)(de)(de)作用(yong)。。

　　二、原(yuan)理及技術性能(neng)

　　雷(lei)達波(bo)(bo)是一種(zhong)特殊形式的電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)，雷(lei)達料位計(ji)利用了電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)的特殊性能來進(jin)行料位檢測。電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)的物理特性與(yu)可見光(guang)相似(si)，傳播速度相當于光(guang)速。其頻(pin)率為(wei)300MHz-3000GHz。電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)可以穿(chuan)透空間蒸汽、粉塵等干擾(rao)源(yuan)，遇到障礙(ai)物易于被(bei)反(fan)射，被(bei)測介質導(dao)電(dian)性越(yue)(yue)(yue)好(hao)或(huo)介電(dian)常數越(yue)(yue)(yue)大(da)，回波(bo)(bo)信號的反(fan)射效(xiao)果越(yue)(yue)(yue)好(hao)。

　　雷達(da)(da)波的頻率越高，發射(she)角(jiao)越小(xiao)，單位(wei)面(mian)積上能量(磁通量或場強)越大，波的衰減越小(xiao)，雷達(da)(da)料(liao)位(wei)計(ji)的測量效果越好。

　　1.雷達料位計的基本原理

　　雷達式料位(wei)計組成(cheng)：它主要由發射和(he)接(jie)收裝(zhuang)置、信號處理器、天線、操(cao)作面板、顯示、故障報警等幾部分(fen)組成(cheng)。

　　發(fa)射(she)(she)(she)-反射(she)(she)(she)-接收是雷達(da)(da)(da)式料位計工作的(de)基本原理(li)。雷達(da)(da)(da)傳感器的(de)天線以波束的(de)形式發(fa)射(she)(she)(she)最小5.8GHz的(de)雷達(da)(da)(da)信(xin)號(hao)。反射(she)(she)(she)回來的(de)信(xin)號(hao)仍(reng)由天線接收，雷達(da)(da)(da)脈沖信(xin)號(hao)從發(fa)射(she)(she)(she)到接收的(de)運(yun)行時間與傳感器到介質表(biao)面的(de)距(ju)離以及物位成比例。

　　即：h= H–vt/2

　　式中 h為(wei)料位(wei);H為(wei)槽高; v為(wei)雷(lei)達(da)波(bo)速(su)度;t為(wei)雷(lei)達(da)波(bo)發(fa)射(she)到接(jie)收(shou)的間隔時間;

　　2.雷達料(liao)位計測量料(liao)位的先進技(ji)術：

　　(1)測(ce)量數(shu)據處理：

　　從雷(lei)達(da)料位(wei)計(ji)(ji)的(de)測(ce)量原理可以(yi)知道，雷(lei)達(da)料位(wei)計(ji)(ji)是通(tong)過處理雷(lei)達(da)波(bo)從探(tan)頭(tou)發射(she)(she)到介(jie)質表面然后返回(hui)到探(tan)頭(tou)的(de)時間(jian)來測(ce)量料位(wei)的(de)，在反射(she)(she)信號中混合(he)有許(xu)多干擾信號，所以(yi)，對真實回(hui)波(bo)的(de)處理和對各種虛假回(hui)波(bo)的(de)識別技術就成(cheng)為雷(lei)達(da)料位(wei)計(ji)(ji)能(neng)夠(gou)準確(que)測(ce)量的(de)關(guan)鍵(jian)因素。

　　(2)回波(bo)處理新技術(shu)的(de)應(ying)用

　　由于液面波動(dong)和隨機噪(zao)(zao)聲等(deng)因素的(de)影響，檢測(ce)信(xin)號中必然(ran)混有大量噪(zao)(zao)聲。為了提(ti)高檢測(ce)的(de)準確度，必須對檢測(ce)信(xin)號進行處理(li)，盡可能消(xiao)除噪(zao)(zao)聲。

　　經過(guo)大量的(de)實驗(yan)驗(yan)證，采用(yong)數據平滑方法(fa)可以(yi)達到滿意的(de)效果。此方法(fa)也可有效的(de)克服罐內攪(jiao)拌器(qi)對測(ce)量的(de)影響。

　　(3)雷達(da)料位(wei)計的特點(dian)：

　　由于雷(lei)達(da)料位(wei)計(ji)(ji)采用了上述先進的(de)回波(bo)處(chu)理(li)和(he)數據(ju)處(chu)理(li)技術，加上雷(lei)達(da)波(bo)本身頻率高，穿透性(xing)能好的(de)優(you)點，所以，雷(lei)達(da)料位(wei)計(ji)(ji)具有比接(jie)觸式料位(wei)計(ji)(ji)和(he)同(tong)類非接(jie)觸料位(wei)計(ji)(ji)更加優(you)良的(de)性(xing)能。

　　①可在(zai)惡劣條件下(xia)連續準確地測量(liang)。

　　②操(cao)作簡單，調試(shi)方便。

　　③準確安全且節省能(neng)源。

　　④無需維修且可靠性強。

　　⑤幾(ji)乎(hu)可以測量所有介(jie)質。

　　三、安(an)裝應(ying)注意(yi)的問(wen)題

　　(1)當測(ce)量(liang)液態(tai)物料(liao)時，傳感器的軸線和(he)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)表面(mian)保持垂直;當測(ce)量(liang)固(gu)態(tai)物料(liao)時，由于固(gu)體介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)會(hui)有一(yi)個堆角，傳感器要傾斜一(yi)定的角度。

　　(2)盡量避(bi)免在發(fa)射(she)角內有(you)造(zao)成假(jia)(jia)反(fan)射(she)的裝(zhuang)置(zhi)。特別要避(bi)免在距離天(tian)線最近的1/3錐形(xing)發(fa)射(she)區(qu)內有(you)障(zhang)礙裝(zhuang)置(zhi)(因為(wei)障(zhang)礙裝(zhuang)置(zhi)越近，虛(xu)假(jia)(jia)反(fan)射(she)信號越強)。若實(shi)在避(bi)免不了，建(jian)議(yi)用一個折(zhe)射(she)板將過強的虛(xu)假(jia)(jia)反(fan)射(she)信號折(zhe)射(she)走。這樣(yang)可以(yi)減小假(jia)(jia)回波的能量密(mi)度，使傳感器較容易地將虛(xu)假(jia)(jia)信號濾出。

　　(3)要避(bi)開進(jin)料口，以免產(chan)生虛假反(fan)射。

　　(4)要(yao)避免安(an)裝在有很強渦流的(de)地(di)方。如：由于攪(jiao)拌或很強的(de)化學反應等，建(jian)議(yi)采用導波管或旁(pang)通管測量。

　　(5)傳感器不要安裝(zhuang)(zhuang)在拱(gong)形罐(guan)的(de)中心處(否則傳感器收到(dao)的(de)虛(xu)假(jia)回波會增強)，也不能距離罐(guan)壁很(hen)近安裝(zhuang)(zhuang)，最佳安裝(zhuang)(zhuang)位置在容(rong)器半徑的(de)1/2處。

　　(6)若傳感器安裝在接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)上(shang)，天線(xian)必須從接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)伸出來。喇叭口天線(xian)伸出接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)至少(shao)10mm。棒式天線(xian)接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)長度最大(da)100或250mm。接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)直徑最小250mm。可以采取加大(da)接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)直徑的方法，以減少(shao)由于(yu)接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)產生(sheng)的干擾回(hui)波。

　　7)關于導波管(guan)(guan)天(tian)線(xian)：導波管(guan)(guan)內(nei)壁一(yi)定(ding)要光滑，下面開口的導波管(guan)(guan)必須達到需要的最低液位(wei)，這樣才能在管(guan)(guan)道中進行測量。傳感器的類(lei)型(xing)牌要對準導波管(guan)(guan)開孔的軸(zhou)線(xian)。若被測介電(dian)常(chang)數小(xiao)于4，需在導波管(guan)(guan)末端安裝反射(she)板，或將(jiang)導波管(guan)(guan)末端彎(wan)成一(yi)個彎(wan)度(du)，將(jiang)容器底(di)的反射(she)回波折射(she)走。

　　四、應(ying)用(yong)中存(cun)在的(de)問題(ti)及解決方法(fa)

　　有些工況(kuang)下所使用的(de)雷達料位(wei)計，因為傳感器安裝(zhuang)位(wei)置不當及條(tiao)件(jian)所致，出(chu)現了一些問(wen)(wen)題(ti)，下面將(jiang)對一些使用中的(de)問(wen)(wen)題(ti)提出(chu)解決方案,供大家參考。

　　1.探頭(tou)結疤和頻繁故障的解決方法

　　第一(yi)個辦(ban)法是將探頭安裝(zhuang)(zhuang)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)提高(gao)(gao)(gao)，但是有(you)時(shi)候安裝(zhuang)(zhuang)條件限制，不能提高(gao)(gao)(gao)的情況(kuang)下，就應采用將料(liao)位(wei)(wei)(wei)測量(liang)值與該槽的泵聯鎖的辦(ban)法，解(jie)決這(zhe)一(yi)難(nan)題(ti)：將最高(gao)(gao)(gao)料(liao)位(wei)(wei)(wei)設定值減(jian)小0.5m左右(you)，當料(liao)位(wei)(wei)(wei)達到該最高(gao)(gao)(gao)值時(shi)，即可停(ting)進料(liao)泵或開啟(qi)出料(liao)泵。

　　2.雷達料(liao)位計(ji)被淹相應的改進辦法(fa)

　　解決這種問題的(de)(de)(de)辦法是將雷(lei)達(da)料(liao)位計改(gai)為導波(bo)管(guan)(guan)式測(ce)量(liang)(liang)。仍在原開孔處安裝導波(bo)管(guan)(guan)式雷(lei)達(da)料(liao)位計，導波(bo)管(guan)(guan)高(gao)于排(pai)汽管(guan)(guan)0.2m左右，這樣一來，即使出(chu)現料(liao)漿從(cong)排(pai)汽管(guan)(guan)溢出(chu)的(de)(de)(de)惡劣(lie)工況(kuang)，也不(bu)會使料(liao)位計天線(xian)被料(liao)漿淹沒，而且避免(mian)了攪拌器渦流的(de)(de)(de)干(gan)擾及大量(liang)(liang)蒸汽從(cong)探頭(tou)處冒出(chu)，減少了對探頭(tou)的(de)(de)(de)損害，同時由(you)于導波(bo)管(guan)(guan)聚焦效果好，接收的(de)(de)(de)雷(lei)達(da)波(bo)信號更強，取得了很好的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)效果。使用導波(bo)管(guan)(guan)測(ce)量(liang)(liang)方式，可以改(gai)善表計測(ce)量(liang)(liang)條件，提(ti)高(gao)儀表測(ce)量(liang)(liang)性能,具有很高(gao)的(de)(de)(de)推廣應用價(jia)值(zhi)。

　　3.關(guan)于(yu)泡沫對測(ce)量的影響：

　　干(gan)泡(pao)沫(mo)(mo)和(he)濕泡(pao)沫(mo)(mo)能(neng)將雷(lei)達波(bo)反射回(hui)來，對測量(liang)(liang)(liang)無(wu)影響;中性(xing)泡(pao)沫(mo)(mo)則會吸收和(he)擴散雷(lei)達波(bo)，因而嚴重影響回(hui)波(bo)的反射甚至沒有回(hui)波(bo)。當介質表面為稠而厚的泡(pao)沫(mo)(mo)時，測量(liang)(liang)(liang)誤差較(jiao)大或(huo)無(wu)法(fa)測量(liang)(liang)(liang)，在(zai)這種工況下(xia)，雷(lei)達料位計不具(ju)有優勢，這是其應用的局限(xian)性(xing)。

　　4.對于天線結疤(ba)的處理：

　　介(jie)電常數(shu)很(hen)小的(de)掛料在干燥狀(zhuang)態下(xia)對(dui)測(ce)量(liang)無影響，而介(jie)電常數(shu)很(hen)高的(de)掛料則(ze)對(dui)測(ce)量(liang)有影響。可用壓縮空氣吹掃(或清(qing)(qing)水沖洗(xi))，且冷卻的(de)壓縮空氣可降低(di)法蘭和電器元件的(de)溫度。還可用酸(suan)性清(qing)(qing)洗(xi)液清(qing)(qing)洗(xi)堿性結疤，但在清(qing)(qing)洗(xi)期間不能進行料位測(ce)量(liang)。

　　現(xian)以北京中(zhong)航科儀測控技術(shu)有限公司(si)生產的雷達料位計及其他型號料位計進(jin)行說明(ming)在各個行業使用的具體情況及效(xiao)果

　　雷(lei)達料位計：水泥廠(chang)使用的(de)情況

　　水泥生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)中的(de)(de)原料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)、半成(cheng)品、成(cheng)品均(jun)為(wei)粒塊狀或粉(fen)狀固體物料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)，對其進行料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)測(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)場合(he)很多，除生(sheng)(sheng)(sheng)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)、煤粉(fen)、水泥、混(hun)合(he)材庫外，篦(bi)冷機下料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)、立窯(yao)的(de)(de)卸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)等工(gong)藝(yi)環(huan)節都(dou)有(you)使(shi)用。隨(sui)著水泥生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)自動化(hua)水平和(he)(he)控(kong)制(zhi)系統(tong)可靠性要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)提高(gao)，料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)測(ce)(ce)(ce)量控(kong)制(zhi)的(de)(de)作用日益突(tu)出(chu)。按生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)要(yao)(yao)求(qiu)，雷達料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)計料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)測(ce)(ce)(ce)量裝置(zhi)有(you)2類，一(yi)是極(ji)限(xian)(xian)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，即(ji)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)開(kai)關(guan)，一(yi)般(ban)有(you)上(shang)、下限(xian)(xian)2個(ge)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)點。一(yi)旦料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)面達到預先設定的(de)(de)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)，即(ji)發出(chu)控(kong)制(zhi)信號，使(shi)喂(wei)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)或卸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)設備(bei)進行相應的(de)(de)動作。二是連續(xu)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)測(ce)(ce)(ce)量，有(you)定時測(ce)(ce)(ce)定和(he)(he)需要(yao)(yao)時進行測(ce)(ce)(ce)定2種工(gong)作方式，用于較精(jing)確掌握料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)面高(gao)度的(de)(de)場合(he)。有(you)時為(wei)較好滿足工(gong)藝(yi)要(yao)(yao)求(qiu)，在一(yi)個(ge)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)庫上(shang)既設置(zhi)連續(xu)測(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)計，又(you)配(pei)置(zhi)固定高(gao)度的(de)(de)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)開(kai)關(guan)，即(ji)2種料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)計各(ge)司其職(zhi)，互相補充。

　　雷達(da)料(liao)位(wei)計實際采用(yong)的(de)料(liao)位(wei)計種類(lei)很多(duo)，必須針對不同工藝物料(liao)要(yao)求、不同料(liao)庫(ku)，選(xuan)用(yong)不同的(de)料(liao)位(wei)計。下面對水(shui)泥廠常用(yong)的(de)料(liao)位(wei)計應用(yong)進行介紹。

　　1　電容式(shi)料位計

　　電(dian)(dian)(dian)(dian)容式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)計(ji)(ji)原理是(shi)插入料(liao)(liao)(liao)(liao)倉中的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)與料(liao)(liao)(liao)(liao)倉壁之間(jian)構成電(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)，當(dang)倉內物料(liao)(liao)(liao)(liao)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)變化引(yin)起電(dian)(dian)(dian)(dian)容量(liang)的(de)變化時，通過轉(zhuan)換電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)得到(dao)相應的(de)控制(zhi)信號。因為電(dian)(dian)(dian)(dian)容量(liang)是(shi)連續變化的(de)，因此(ci)該料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)計(ji)(ji)可以用(yong)作(zuo)連續式(shi)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)測(ce)量(liang)，也(ye)可用(yong)作(zuo)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)開關，作(zuo)為報警(jing)或(huo)喂料(liao)(liao)(liao)(liao)、卸料(liao)(liao)(liao)(liao)設備(bei)的(de)輸入信號。該料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)計(ji)(ji)有(you)造價低、無(wu)機械(xie)磨損、安裝和維(wei)修方便等特點。傳統的(de)方式(shi)是(shi)通過調頻振蕩電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)實現電(dian)(dian)(dian)(dian)容量(liang)到(dao)頻率(lv)的(de)轉(zhuan)換，又經限(xian)幅放大及鑒頻器(qi)的(de)線性化，得到(dao)相應的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓或(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)信號。若使用(yong)一段時間(jian)后電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(探頭)上粘(zhan)有(you)物料(liao)(liao)(liao)(liao)，則往往會導(dao)致(zhi)控制(zhi)器(qi)誤動(dong)作(zuo)，現已由傳統的(de)檢測(ce)電(dian)(dian)(dian)(dian)容量(liang)發展(zhan)為檢測(ce)探頭與倉壁間(jian)導(dao)納的(de)方式(shi)。

　　依(yi)據量程的大小和控制(zhi)方(fang)式的不(bu)同，電極設計成(cheng)桿(棒(bang))式或鋼纜(lan)(重型鋼纜(lan))式，可(ke)使(shi)用于各種料倉。現在(zai)(zai)的新型產品為全(quan)密封一(yi)體化安裝結構，采用射頻(pin)振蕩器和數(shu)(shu)字集成(cheng)電路(lu)，無運動(dong)機械部件，“數(shu)(shu)字標(biao)定技術(shu)”使(shi)得用戶(hu)可(ke)以在(zai)(zai)空倉的狀態下一(yi)次完成(cheng)標(biao)定，功能齊全(quan)、性(xing)能可(ke)靠、控制(zhi)及(ji)時、顯示直觀。

　　安(an)裝此(ci)類(lei)料(liao)(liao)位(wei)計時應注意選取合適的(de)安(an)裝點，避開下料(liao)(liao)口;注意信號線的(de)屏蔽(bi)和(he)接地，防止(zhi)干(gan)擾。但倉內物(wu)料(liao)(liao)溫(wen)度(du)、濕度(du)、運(yun)動速度(du)的(de)變(bian)化(hua)以及物(wu)料(liao)(liao)粘掛(gua)倉壁(bi)和(he)電極等因素的(de)影響，引起(qi)電容介電常數的(de)變(bian)化(hua)。因此(ci)，若(ruo)用作連續料(liao)(liao)位(wei)檢測，其測量精度(du)不高，通常用作料(liao)(liao)位(wei)開關。必須定期檢查(cha)探頭和(he)料(liao)(liao)位(wei)開關動作情況并進行校驗。

　　2　阻旋(xuan)式(shi)料位(wei)計如阻旋(xuan)料位(wei)開關

　　阻旋(xuan)式料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)計是一(yi)種(zhong)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)開(kai)(kai)關。它也有(you)不(bu)同的(de)檢(jian)測(ce)控制(zhi)方式，如(ru)某(mou)產品的(de)基(ji)本原(yuan)理是同步微電動機經減速后(hou)，帶(dai)動檢(jian)測(ce)葉(xie)片(pian)以2.5～5r/min的(de)轉速旋(xuan)轉，當(dang)被測(ce)物(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)上(shang)(shang)升使(shi)葉(xie)片(pian)的(de)轉動受(shou)到(dao)阻礙時(shi)，檢(jian)測(ce)機構(gou)便(bian)圍(wei)繞主(zhu)軸產生旋(xuan)轉位(wei)(wei)(wei)移。此(ci)位(wei)(wei)(wei)移首先(xian)使(shi)一(yi)個(ge)微動開(kai)(kai)關動作(zuo)(zuo)，發出有(you)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)信(xin)號。隨(sui)(sui)后(hou)另一(yi)個(ge)微動開(kai)(kai)關動作(zuo)(zuo)，切斷(duan)電動機電源使(shi)其停轉。只要(yao)此(ci)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)不(bu)變這種(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態便(bian)一(yi)直保(bao)持下(xia)去(qu)。當(dang)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)下(xia)降至葉(xie)片(pian)失去(qu)阻擋(dang)時(shi)，檢(jian)測(ce)機構(gou)便(bian)依靠彈(dan)簧拉力使(shi)其恢復(fu)原(yuan)始狀(zhuang)(zhuang)態。一(yi)個(ge)微動開(kai)(kai)關先(xian)動作(zuo)(zuo)，接(jie)通電動機電源使(shi)其旋(xuan)轉，隨(sui)(sui)后(hou)另一(yi)個(ge)微動開(kai)(kai)關動作(zuo)(zuo)發出無料(liao)(liao)(liao)(liao)信(xin)號，只要(yao)沒有(you)物(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)阻擋(dang)檢(jian)測(ce)葉(xie)片(pian)的(de)轉動，此(ci)種(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態也將一(yi)直保(bao)持下(xia)去(qu)。為防止使(shi)用(yong)中(zhong)物(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)沖(chong)擊，庫(ku)側安裝(zhuang)時(shi)應在檢(jian)測(ce)葉(xie)片(pian)上(shang)(shang)方的(de)料(liao)(liao)(liao)(liao)倉內(nei)壁上(shang)(shang)方安裝(zhuang)防護板(ban);如(ru)采用(yong)加長軸頂置垂直安裝(zhuang)時(shi)，則應在軸套外安裝(zhuang)保(bao)護套筒。此(ci)種(zhong)料(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)開(kai)(kai)關結構(gou)簡單(dan)、價(jia)格(ge)低廉、維(wei)護方便(bian)，多用(yong)作(zuo)(zuo)粉狀(zhuang)(zhuang)物(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)料(liao)(liao)(liao)(liao)倉的(de)料(liao)(liao)(liao)(liao)滿開(kai)(kai)關，但不(bu)適合高溫下(xia)工作(zuo)(zuo)。

　　3　射頻導納(na)料位計(γ射線料位計)

　　γ射(she)(she)(she)線料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)計常用(yong)作料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)開關。工(gong)作原理(li)是在(zai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)庫(ku)(ku)的(de)(de)(de)一側設置同位(wei)素(su)源(yuan)(yuan)，在(zai)另一側設置探(tan)測(ce)器(qi)，同位(wei)素(su)源(yuan)(yuan)向探(tan)測(ce)器(qi)定向發射(she)(she)(she)γ射(she)(she)(she)線，若庫(ku)(ku)內料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)面低(di)于(yu)它(ta)，探(tan)測(ce)器(qi)檢測(ce)得(de)出料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)空信(xin)號;若庫(ku)(ku)內料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)面高于(yu)它(ta)，則物(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)遮擋(dang)、吸(xi)收(shou)γ射(she)(she)(she)線，探(tan)測(ce)器(qi)檢測(ce)得(de)出料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)滿(man)信(xin)號。依據料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)倉的(de)(de)(de)形狀和工(gong)藝要求(qiu)，γ射(she)(she)(she)線料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)計可安裝在(zai)不同的(de)(de)(de)位(wei)置。它(ta)是非(fei)接觸式測(ce)量(liang)，常用(yong)于(yu)工(gong)作環境惡(e)劣的(de)(de)(de)大型混凝土料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)庫(ku)(ku)，如水泥熟料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)庫(ku)(ku)。此時，要求(qiu)所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)同位(wei)素(su)源(yuan)(yuan)強(qiang)，常用(yong)Co60源(yuan)(yuan)，源(yuan)(yuan)強(qiang)達(da)50～100mCi。γ射(she)(she)(she)線料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)計還廣泛用(yong)在(zai)立窯的(de)(de)(de)卸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)封控制上。γ射(she)(she)(she)線被管中的(de)(de)(de)熟料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)所(suo)吸(xi)收(shou)，探(tan)測(ce)器(qi)發出料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)滿(man)信(xin)號啟動(dong)下面的(de)(de)(de)卸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電振機。此時γ射(she)(she)(she)線料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)位(wei)計的(de)(de)(de)同位(wei)素(su)源(yuan)(yuan)常用(yong)源(yuan)(yuan)強(qiang)較低(di)的(de)(de)(de)且(qie)半衰期很長的(de)(de)(de)Co137源(yuan)(yuan)。

　　它還(huan)可以用作窯尾預熱器防堵的(de)料(liao)位報警或者選粉(fen)機下料(liao)管的(de)鎖風(feng)。因(yin)有(you)時(shi)接收(shou)器靠近(jin)熱源(yuan)，易(yi)導(dao)致(zhi)信號失真和儀器壽命縮短，因(yin)此在高溫環境(jing)工(gong)作時(shi)應重視(shi)冷卻問題。它的(de)特點是日常運行維護工(gong)作量小，操作簡單，但也存在γ射(she)線料(liao)位計(ji)放射(she)源(yuan)污染(ran)環境(jing)，放射(she)源(yuan)的(de)衰減(jian)使(shi)料(liao)位控(kong)制不(bu)可靠等(deng)不(bu)足(zu)。

　　4　超(chao)聲波料(liao)位計又叫(jiao)超(chao)聲波液(ye)位計

　　超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)料(liao)(liao)(liao)位(wei)計裝置是(shi)利(li)用聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)納(na)(na)原理來確定容(rong)器(qi)內物(wu)料(liao)(liao)(liao)料(liao)(liao)(liao)位(wei)的(de)(de)(de)，是(shi)一種在線聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)納(na)(na)定位(wei)設備。超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)換(huan)能(neng)(neng)器(qi)發出的(de)(de)(de)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)脈沖，通過空(kong)氣傳到物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)界面并被反射(she)，測(ce)出超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)脈沖從發射(she)到換(huan)能(neng)(neng)器(qi)接收(shou)所用的(de)(de)(de)時間，再根(gen)據空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)速，就可計算出換(huan)能(neng)(neng)器(qi)到物(wu)料(liao)(liao)(liao)面的(de)(de)(de)距離，從而確定料(liao)(liao)(liao)位(wei)。物(wu)料(liao)(liao)(liao)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)松散程度(du)，對超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)衰減影響(xiang)很大(da);若料(liao)(liao)(liao)倉中(zhong)彌(mi)漫(man)料(liao)(liao)(liao)塵時，超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)會被料(liao)(liao)(liao)塵吸(xi)收(shou)，從而使信號(hao)(hao)有所衰減，且粉料(liao)(liao)(liao)粘附在換(huan)能(neng)(neng)器(qi)表(biao)(biao)面等原因都嚴重影響(xiang)料(liao)(liao)(liao)位(wei)測(ce)量的(de)(de)(de)準確性。因此，超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)料(liao)(liao)(liao)位(wei)測(ce)量裝置適合塊(kuai)狀物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)連(lian)續料(liao)(liao)(liao)位(wei)監測(ce)。

　　為(wei)解決該(gai)類儀器(qi)的不足，某(mou)些生產廠(chang)家，通過(guo)采(cai)用(yong)新材(cai)料、新技術，提高了換能器(qi)發(fa)射強度，避免了換能器(qi)的掛(gua)料、堵(du)塞現(xian)象，并能應用(yong)于(yu)高溫環(huan)境。在控(kong)制電路設(she)計(ji)中(zhong)，增加鑒(jian)別真偽信號(hao)的功(gong)能，使研(yan)制的超聲波料位計(ji)成功(gong)應用(yong)于(yu)水泥倉。筆者曾(ceng)到北京某(mou)混凝土攪(jiao)拌站現(xian)場考察過(guo)某(mou)大學(xue)聲學(xue)研(yan)究所的儀器(qi)，發(fa)現(xian)它安(an)裝(zhuang)和(he)使用(yong)方便，測量數據精確。

　　5　雷達料位計

　　雷(lei)(lei)達料位(wei)(wei)(wei)計(ji)工作原(yuan)理(li)和超聲波(bo)(bo)料位(wei)(wei)(wei)計(ji)類似，它(ta)發射的(de)(de)(de)微(wei)波(bo)(bo)是一種電(dian)磁波(bo)(bo)，其傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)速度(du)不受介質的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)影響。它(ta)是利用(yong)(yong)(yong)電(dian)磁波(bo)(bo)回波(bo)(bo)測距(ju)原(yuan)理(li)來(lai)實現料位(wei)(wei)(wei)測量的(de)(de)(de)。微(wei)波(bo)(bo)從(cong)天線出發，到達被(bei)測目標經反(fan)射再被(bei)天線接收，按(an)微(wei)波(bo)(bo)來(lai)回傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)時(shi)(shi)間(jian)來(lai)計(ji)算的(de)(de)(de)距(ju)離反(fan)映了料位(wei)(wei)(wei)。一般有脈沖雷(lei)(lei)達和調頻連(lian)續波(bo)(bo)雷(lei)(lei)達2種。由于受粉(fen)塵(chen)、料面坡度(du)及物料松散程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)影響，微(wei)波(bo)(bo)在傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸過(guo)程(cheng)中會(hui)有衰減，影響其準確性(xing)(xing)和可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)。某公司生產的(de)(de)(de)纜(lan)式導波(bo)(bo)雷(lei)(lei)達可(ke)以解(jie)決(jue)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)統雷(lei)(lei)達料位(wei)(wei)(wei)計(ji)上(shang)述缺點。它(ta)的(de)(de)(de)原(yuan)理(li)是高頻脈沖從(cong)探頭發出后沿(yan)纜(lan)繩傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)，當脈沖遇(yu)到料位(wei)(wei)(wei)表面時(shi)(shi)將會(hui)反(fan)射回來(lai)，由接收器接收，信號經轉(zhuan)換成料位(wei)(wei)(wei)信號。由于微(wei)波(bo)(bo)沿(yan)纜(lan)繩傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)，脈沖的(de)(de)(de)強度(du)和方向性(xing)(xing)均不受粉(fen)塵(chen)及料面松散程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)影響。同(tong)時(shi)(shi)可(ke)通過(guo)軟(ruan)件(jian)設計(ji)對干(gan)擾進行抑制。其傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)纜(lan)繩經過(guo)耐磨性(xing)(xing)、下(xia)拉力(li)試驗，可(ke)以適(shi)應水泥廠的(de)(de)(de)工況，此(ci)種料位(wei)(wei)(wei)計(ji)測量精度(du)高，已在水泥廠成功應用(yong)(yong)(yong)。但產品價格高使應用(yong)(yong)(yong)范圍受限(xian)制。

　　五、結束語

　　雷達料(liao)位計是目(mu)前各類料(liao)位測量(liang)(liang)儀(yi)表中(zhong)適用(yong)范(fan)圍最廣、測量(liang)(liang)最精確、維(wei)護最方便的料(liao)位測量(liang)(liang)儀(yi)表。隨著其價格(ge)的進一步降(jiang)低，性價比的提高，應用(yong)將會越(yue)(yue)來越(yue)(yue)廣泛，在料(liao)位測量(liang)(liang)中(zhong)發揮越(yue)(yue)來越(yue)(yue)重要的作(zuo)用(yong)。本文對其進行系(xi)統的闡述(shu)，旨在為廣大(da)(da)維(wei)護人員更(geng)好地使(shi)用(yong)和掌(zhang)握它，希(xi)望能對大(da)(da)家提供(gong)一些借鑒和幫助。