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北京康纳森仪表技术有限公司作者
摘要】
本文介绍了雷达料位计的工作原理、技术规范、应用注意事项及新型NIVELCO PiloTREK 雷达在纯碱行业中的成功应用。
【关键词】
雷达；物位测量；波束角；天线
一、 概述：
山东海化股份有限公司纯碱厂是国家“七、五”期间重点建设项目，是国家同期建设的三大碱厂之一。原设计纯碱生产能力60万吨/年，后经二次技术改造生产能力增至85万吨/年。其主要产品为轻质纯碱和重质纯碱，1995年8月山东潍坊纯碱厂与山东羊口盐场两个大型国有企业为组建成“山东海化集团有限公司”。主要以发展海洋化工新兴产业为主导，集科、工、贸，服务等为一体的跨行业、现代化特大型企业，现为全国120家试点企业集团和山东省8大骨干企业之一，综合势力居全国同行业*，主要产品有纯碱、原盐、溴素、灭火剂、三聚氰胺等100余种。
雷达液位计主要应用于山东海化股份有限公司纯碱厂中，条件苛刻的测量环测量环境下对密闭容器中的各种各种液体、颗粒、浆料以及粒状固体的料位，可实现非接触式连续测量。
二、测量原理：
雷达料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）
雷达；物位测量；波束角；天线
一、 概述：
山东海化股份有限公司纯碱厂是国家“七、五”期间重点建设项目，是国家同期建设的三大碱厂之一。原设计纯碱生产能力60万吨/年，后经二次技术改造生产能力增至85万吨/年。其主要产品为轻质纯碱和重质纯碱，1995年8月山东潍坊纯碱厂与山东羊口盐场两个大型国有企业为组建成“山东海化集团有限公司”。主要以发展海洋化工新兴产业为主导，集科、工、贸，服务等为一体的跨行业、现代化特大型企业，现为全国120家试点企业集团和山东省8大骨干企业之一，综合势力居全国同行业*，主要产品有纯碱、原盐、溴素、灭火剂、三聚氰胺等100余种。
雷达液位计主要应用于山东海化股份有限公司纯碱厂中，条件苛刻的测量环测量环境下对密闭容器中的各种各种液体、颗粒、浆料以及粒状固体的料位，可实现非接触式连续测量。
二、测量原理：
雷达料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）
三、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。
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。
自采用了北康纳森仪表技术有限公司的普通型雷达，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，就没有很好的解决料仓料位测量问题。在以上雷达料位应用的基础上，又采用了北康纳森仪表技术有限公司的MONITOR Flexar四线制雷达,（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是时被反射回来，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。
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，就没有很好的解决料仓料位测量问题。在以上雷达料位应用的基础上，又采用了北康纳森仪表技术有限公司的MONITOR Flexar四线制雷达,（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是时被反射回来，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，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多度，物料部位可达接近1000度；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。对一般的雷达，很难适用这种测量环境。针对这种情况，选用了北北康纳森仪表技术有限公司的特殊型NIVELCO PiloTREK 雷达（见图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，同时又又降低了仪表的环境温度，确保仪表适宜的测量环境，可延长仪表的使用寿命。经过一年的试用，仪表运行稳定，测量可靠，于今年二月份，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。 四、结束语：
通过应用该表，大大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、灰仓料位测量的先例。
雷达液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，大大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。
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