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上海千實精密機(jī)電有限公司：雷達(dá)料位計原理及技術(shù)性能
工廠簡介：
上海千實精密機(jī)電科技有限公司成立于2012年，專注于研發(fā)、設(shè)計及生產(chǎn)紡織、汽車內(nèi)外飾件、塑料、纖維、氣候老化、燃燒類等測試儀器，為學(xué)術(shù)研究單位及檢測機(jī)構(gòu)提供紡織測試儀器和服務(wù)，上海千實是目前國內(nèi)較有競爭力和研發(fā)實力的紡織檢測儀器廠家之一，研發(fā)團(tuán)隊由一群經(jīng)驗豐富的工程師組成，我們本著全心全意為客戶服務(wù)，努力推動材料物理性能檢測儀器技術(shù)革新而努力。
一、概述料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要參數(shù)。料位測量的方法很多，針對不同的工況和介質(zhì)可以使用不同測量原理的料位計，吹氣法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾種常用的料位測量儀表，都有各自的特點和應(yīng)用范圍。雷達(dá)料位計運(yùn)用的雷達(dá)測量技術(shù)，以其優(yōu)良的性能，尤其是在槽罐中有攪拌、溫度高、蒸汽大、介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、易結(jié)疤等惡劣的測量條件下，顯示出其卓越的性能，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
二、原理及技術(shù)性能
雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波，雷達(dá)料位計利用了電磁波的特殊性能來進(jìn)行料位檢測。電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度相當(dāng)于光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號的反射效果越好。
雷達(dá)波的頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積上能量（磁通量或場強(qiáng)）越大，波的衰減越小，雷達(dá)料位計的測量效果越好。
1. 雷達(dá)料位計的基本原理
雷達(dá)式料位計組成：它主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示、故障報警等幾部分組成。
發(fā)射－反射－接收是雷達(dá)式料位計工作的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射小5.8GHz的雷達(dá)信號。反射回來的信號仍由天線接收，雷達(dá)脈沖信號從發(fā)射到接收的運(yùn)行時間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例。
即：h= H–vt/2
式中 h為料位；H為槽高； v為雷達(dá)波速度；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時間；
2. 雷達(dá)料位計測量料位的技術(shù)：
(1)回波處理新技術(shù)的應(yīng)用
從雷達(dá)料位計的測量原理可以知道，雷達(dá)料位計是通過處理雷達(dá)波從探頭發(fā)射到介質(zhì)表面然后返回到探頭的時間來測量料位的，在反射信號中混合有許多干擾信號，所以，對真實回波的處理和對各種虛假回波的識別技術(shù)就成為雷達(dá)料位計能夠準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵因素。
(2)測量數(shù)據(jù)處理：
由于液面波動和隨機(jī)噪聲等因素的影響，檢測信號中必然混有大量噪聲。為了提高檢測的準(zhǔn)確度，必須對檢測信號進(jìn)行處理，盡可能消除噪聲。
經(jīng)過大量的實驗驗證，采用數(shù)據(jù)平滑方法可以達(dá)到滿意的效果。此方法也可有效的克服罐內(nèi)攪拌器對測量的影響。
(3)雷達(dá)料位計的特點：
由于雷達(dá)料位計采用了上述的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，加上雷達(dá)波本身頻率高，穿透性能好的特點，所以，雷達(dá)料位計具有比接觸式料位計和同類非接觸料位計更加優(yōu)良的性能。
①可在惡劣條件下連續(xù)準(zhǔn)確地測量。
②操作簡單，調(diào)試方便。
③準(zhǔn)確安全且節(jié)省能源。
④無需維修且可靠性強(qiáng)。
⑤幾乎可以測量所有介質(zhì)。
三、安裝應(yīng)注意的問題
(1) 當(dāng)測量液態(tài)物料時，傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直；當(dāng)測量固態(tài)物料時，由于固體介質(zhì)會有一個堆角，傳感器要傾斜一定的角度。
(2) 盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置（因為障礙裝置越近，虛假反射信號越強(qiáng)）。若實在避免不了，建議用一個折射板將過強(qiáng)的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度，使傳感器較容易地將虛假信號濾出。
(3) 要避開進(jìn)料口，以免產(chǎn)生虛假反射。
(4) 傳感器不要安裝在拱形罐的中心處（否則傳感器收到的虛假回波會增強(qiáng)），也不能距離罐壁很近安裝，安裝位置在容器半徑的1/2處。
(5) 要避免安裝在有很強(qiáng)渦流的地方。如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量。
(6) 若傳感器安裝在接管上，天線必須從接管伸出來。喇叭口天線伸出接管至少10mm。棒式天線接管長度100或250mm。接管直徑小250mm?？梢圆扇〖哟蠼庸苤睆降姆椒?，以減少由于接管產(chǎn)生的干擾回波。
(7) 關(guān)于導(dǎo)波管天線：導(dǎo)波管內(nèi)壁一定要光滑，下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要的液位，這樣才能在管道中進(jìn)行測量。傳感器的類型牌要對準(zhǔn)導(dǎo)波管開孔的軸線。若被測介電常數(shù)小于4，需在導(dǎo)波管末端安裝反射板，或?qū)?dǎo)波管末端彎成一個彎度，將容器底的反射回波折射走。
四、應(yīng)用中存在的問題及解決方法
有些工況下所使用的雷達(dá)料位計，因為傳感器安裝位置不當(dāng)及條件所致，出現(xiàn)了一些問題，下面將對一些使用中的問題提出解決方案,供大家參考。
1．探頭結(jié)疤和頻繁故障的解決方法
個辦法是將探頭安裝位置提高，但是有時候安裝條件限制，不能提高的情況下，就應(yīng)采用將料位測量值與該槽的泵聯(lián)鎖的辦法，解決這一難題：將料位設(shè)定值減小0.5m左右，當(dāng)料位達(dá)到該值時，即可停進(jìn)料泵或開啟出料泵。
2．雷達(dá)料位計被淹相應(yīng)的改進(jìn)辦法
解決這種問題的辦法是將雷達(dá)料位計改為導(dǎo)波管式測量。仍在原開孔處安裝導(dǎo)波管式雷達(dá)料位計，導(dǎo)波管高于排汽管0.2m左右， 這樣一來，即使出現(xiàn)料漿從排汽管溢出的惡劣工況，也不會使料位計天線被料漿淹沒，而且避免了攪拌器渦流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出，減少了對探頭的損害，同時由于導(dǎo)波管聚焦效果好，接收的雷達(dá)波信號更強(qiáng)，取得了很好的測量效果。使用導(dǎo)波管測量方式，可以改善表計測量條件，提高儀表測量性能,具有很高的推廣應(yīng)用價值。
3．關(guān)于泡沫對測量的影響
干泡沫和濕泡沫能將雷達(dá)波反射回來，對測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴(kuò)散雷達(dá)波，因而嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒有回波。當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時，測量誤差較大或無法測量，在這種工況下，雷達(dá)料位計不具有優(yōu)勢，這是其應(yīng)用的局限性。
4．對于天線結(jié)疤的處理
介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)下對測量無影響，而介電常數(shù)很高的掛料則對測量有影響。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗），且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元件的溫度。還可用酸性清洗液清洗堿性結(jié)疤，但在清洗期間不能進(jìn)行料位測量。
五、結(jié)束語
雷達(dá)料位計是目前各類料位測量儀表中適用范圍廣、測量、維護(hù)方便的料位測量儀表。隨著其價格的進(jìn)一步降低，性價比的提高，應(yīng)用將會越來越廣泛，在料位測量中發(fā)揮越來越重要的作用。本文對其進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，旨在為廣大維護(hù)人員更好地使用和掌握它，希望能對大家提供一些借鑒和幫助。
公司簡介：
標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)（香港）有限公司作為一家集研發(fā)、制造、銷售、培訓(xùn)、服務(wù)于一體的現(xiàn)代技術(shù)企業(yè)，分公司是上海泛標(biāo)紡織品檢測技術(shù)有限公司，負(fù)責(zé)銷售業(yè)務(wù)，生產(chǎn)工廠是上海千實精密機(jī)電科技有戲公司，負(fù)責(zé)產(chǎn)品加工生產(chǎn)售后，致力于將更多檢測儀器輸送市場，提供紡織類、皮革類、燃燒類、汽車內(nèi)外飾件、材料環(huán)境氣候老化等等物理性能檢測儀器，更可接受非標(biāo)定制，購買前均可按照客戶的要求進(jìn)行針對性試驗，確保所購儀器適用。
