何生军
青海发投碱业有限公司 青海省 德令哈 817099
摘要：论述雷达料位计工作原理，在纯碱储料仓的应用。
关键词：纯碱储料仓 测量 料位计
料位测量是纯碱工业生产过程的主要测量参数之一，在这里主要说一说纯碱储料仓的物位测量。主要介质为工业碳酸钠（Na2CO3）.目前市场上的液位计种类繁多，主要有伺服式液位计、钢带液位计、浮筒式液位计、磁翻板液位计、超声波液位计、磁致伸缩液位计、雷达液位计、电容液位计、玻璃板液位计、玻璃管液位计、吹气式液位计和差压式液位计等，我们现在所用的是雷达液位计。
一、雷达料位计的原理及应用概述
料位是工业生产中的一个重要参数。料位测量的方法很多，针对不同的工况和介质可以使用不同测量原理的料位计，吹气法、静压式、浮球式、重锤式、超声波等几种常用的料位测量仪表，都有各自的特点和应用范围。雷达料位计运用先进的雷达测量技术，以其优良的性能，尤其是在温度高、蒸汽大、介质腐蚀性强、易结疤等恶劣的测量条件下，显示出其卓越的性能，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。
二、原理及技术性能
雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。雷达波的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，雷达料位计的测量效果越好。
三、雷达液位计特点
在恶劣条件工作适用范围广，几乎可以测量所有介质。包括有毒的，腐蚀性介质，固体、液体，粉尘性、浆状介质，都可以进行测量。测量连续准确,无须维修，可行性强,维护方便，操作简单。非接触测量，不受温度、压力、气体等的影响。
四、雷达料位计的选型
1．脉冲型和调频连续波雷达
用于测物位的雷达料位计通常分为两类：脉冲型雷达（Pulse）和调频连续波雷达（FMCW）。在过程监测场合主要选用脉冲型雷达，由于其频率较低（6.3GHz），并且在天线结构设计时充分考虑了冷凝、积料等影响，还能利用超声波料位计中的回波信号处理，在有搅拌器等复杂工况中也能识别有效回波，价格相对也较便宜。
2．粉状物料的选型
在纯碱生产的是粉料，非常难测其料位。在储料仓粉料表面非常疏松，微波反射相当困难，为此用接触型雷达料位计,也可选用大法兰的带有号角天线的非接触型雷达料位计，现用的是缆式导波雷达料位计，它实际上是把缆绳既当天线又作导波管，合二为一，微波脉冲从探头发出后沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面时会被反射回来，其量程可达20m，被测物料的介电常数ε最低为1.6,另外缆绳的耐磨和忍受的最大下拉力，能满足碱仓和各类粉料库的检测要求。
3．二线制供电优点
目前使用的雷达料位计大多是一体化的产品，由二线制供电，可直接接控制系统的模块，输出4～20mA的模拟信号，可节省大量电缆；同时还提供HART数字信号和各种协议的现场总线的数字通信功能，和计算机监控系统连接非常方便，既可在现场调试；也可用PC 机在控制室调试，如组成FCS系统还可在操作员站调试。
五、在我们产的应用
1.自工厂投产以来，用的就是雷达料位计，采用的是喇叭口天线，而在生产过程中，储料仓进料时会有很大粉尘，温度高，还会有结晶。
测量时波动大，数据显示不稳定，喇叭口处有结晶，需要不定时清理，工作量大。
2.重点介绍一下现用的导波雷达料位计
1）导波雷达料位计概述
料位是工业生产中的一个重要参数。料位测量
的方法很多，针对不同的工况和介质可以使用
不同测量原理的料位计，吹气法、静压式、
浮球式、重锤式、超声波等几种常用的料位测
量仪表，都有各自的特点和应用范围。导波雷
达料位计运用先进的雷达测量技术，以其优良
的性能，尤其是在槽罐中有搅拌、温度高、蒸汽大、介质腐蚀性强、易结疤等恶劣的测量条件下，显示出其卓越的性能，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。
2）原理及技术性能
雷达波是一种特殊形式的电磁波，导波雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。雷达波的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，导波雷达料位计的测量效果越好。
回波处理新技术的应用 ，从导波雷达料位计的测量原理可以知道，导波雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的，在反射信号中混合有许多干扰信号，所以，对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为导波雷达料位计能够准确测量的关键因素。
3）测量数据处理：
由于液面波动和随机噪声等因素的影响，检测信号中必然混有大量噪声。为了提高检测的准确度，必须对检测信号进行处理，尽可能消除噪声。
4）导波雷达料位计的特点：
由于导波雷达料位计采用了上述先进的回波处理和数据处理技术，加上雷达波本身频率高，穿透性能好的特点，所以，导波雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更加优良的性能。
①可在恶劣条件下连续准确地测量。
②操作简单，调试方便。
③准确安全且节省能源。
④无需维修且可靠性强。
⑤几乎可以测量所有介质。
五、 结论
纯碱料位测量是工业碳酸钠生产线自动化系统一个重要组成部分，导波雷达料位计的应用解绝了对料位测量的疑虑，现有导波雷达料位计在品种、精确度、耐腐蚀、耐压、耐高温、等方面都能满足纯碱生产的检测和控制的要求。
参考文献：
[1] 郭剑花,王锁庭.《过程测量及仪表》第一版. 北京:化学工业出版社,2010年7月
[2] 陆建国主编《仪表与自动化》第一版. 北京:化学工业出版社,2010年1月