《電子技術(shù)應用》
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重錘VS雷達——北京慧博新銳科技有限公司
摘要: 本文分析了重錘式料位計和微波式雷達料位計的技術(shù)原理,并介紹了慧博新銳LR560的性能特點,。[關(guān)鍵詞]:重錘式料位計微波式雷達料位計[摘要]:隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,,以及工藝要求的提高,料位測量已成為整自動化生產(chǎn)中的重要組成部分,。
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Key words :

[編輯簡介]:本文分析了重錘式料位計和微波式雷達料位計的技術(shù)原理,并介紹了慧博新銳LR560的性能特點。
[關(guān)鍵詞]:重錘式料位計 微波式雷達料位計
[摘要]: 隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,,以及工藝要求的提高,料位測量已成為整自動化生產(chǎn)中的重要組成部分,。


物位測量技術(shù)

       隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,,以及工藝要求的提高,料位測量已成為整個自動化生產(chǎn)中的重要組成部分,。

      料位測量技術(shù)通常分為接觸式測量儀表:重錘式(Yo-Yo),、電容式、導波雷達,、音叉式,、阻旋式等,;和非接觸式測量儀表:雷達、超聲波,、Y射線物位計等,。

重錘式料位計


     重錘式料位計(Yo-Yo)作為最常見的料位測量技術(shù),也是現(xiàn)在很多企業(yè)使用的料位計之一,。

     重錘式料位計源于“鉛垂(人工檢尺)”;這種方法,。在料位測量開始的初期,人們會采用一根繩子,,每隔一英尺或一米打一個結(jié),,繩子下部困住一個重物(鉛錘),這樣將重物投入料倉中,,繩子被提上來后計算結(jié)的個數(shù)來計算料位值,。但這種方法測量結(jié)果隨著操作人員的不同而不同,甚至風力,、放置的角度和繩子的重量使得測量很困難而很難一致(現(xiàn)在種方法只在缺乏技術(shù)的廉價勞動力的國家較常用),。
    
      隨著科技的不斷發(fā)展,人們將這種最原始的鉛垂(人工檢尺)方式進行了一定程度的自動化改進后,,演變成了現(xiàn)在的重錘式料位計,。

      重錘式料位計由控制器、鋼纜/鋼帶,,和重錘組成,。物位測量時由控制器發(fā)出信號,使鋼纜下放,,帶動重錘下降,,重錘降至料面被料面托起而失重,鋼絲繩松弛而觸動開關(guān),,這時控制器使重錘上升返回,,完成一次探測過程,從而計算料位值,。

      重錘式料位計是機械式測量,,簡單可靠,抗粉塵干擾能力強,。重錘式料位計的量程大可達45.7米,,重錘式料位計有多重防塵設計(防塵刷、進風孔,、測量室隔離) ,,且不受介質(zhì)濕度、粘度的影響,。重錘式料位計不受介質(zhì)介電常數(shù),、電導率,、熱導率的影響,因此重錘式料位計也可用于測量泥漿,、礦漿,、瀝青(高溫)等特殊液體。
      但由于重錘和鋼纜需要與被測介質(zhì)接觸(接觸式測量技術(shù)),,因此受被測介質(zhì)的物理及化學性質(zhì)影響很大,。
       重錘式料位計在料位測量的過程中,被測物易料黏附在鋼纜上,,從而引起無報警,、誤報警,或測量值波動等現(xiàn)象,,需大量的維護以清潔鋼纜/鋼帶,。有時物料黏附過多甚至會使鋼纜卡主,而無法使重錘上下移動,。
       并且重錘在下落過程中,,如料倉進料,物料會將重錘埋?。皴N),,導致重錘無法提升返回,發(fā)生故障,。
       在料倉出料時重錘的鋼纜/鋼帶會受到很強的張力負載,這種張力有時甚至能拉塌倉頂,,鋼纜/鋼帶經(jīng)常會被拉斷(斷纜),,需要進行維修或更換;而重錘也會隨著鋼纜的斷裂而被遺留在物料中,,污染被測物料,,有時甚至會堵在料倉的出料口處,從而對生產(chǎn)造成更大的損失,。

     由于接觸式測量技術(shù),,重錘料位計的鋼纜/鋼帶的磨損是不可避免的,需定期檢查鋼纜/鋼帶有無破損現(xiàn)象,,并及時更換鋼纜,。

微波式雷達料位計

      隨著自動化需求的不斷提高,針對重錘式料位計等接觸式料位計維護量大,、備件更換頻繁,、測量不穩(wěn)定、標定復雜等各種限制,,非接觸式物位測量技術(shù)隨然而生,。

     現(xiàn)今的非接觸式物位測量技術(shù)主要有:超聲物位計,、雷達物位計,以及核物位計,。相對比而言,,雷達物位計是非接觸式物位測量技術(shù)的最優(yōu)選擇。雷達物位計和手機一樣都采用微波(電磁波)技術(shù),,不像超聲采用機械波需要空氣作為傳播介質(zhì),,因此雷達物位計不受測量環(huán)境的溫度、壓力,、蒸汽的影響,,不需要補償,測量問穩(wěn)定可靠,。并且相比核料位計,,對操作人員和環(huán)境都沒有潛在的危險,安全又環(huán)保,。因此雷達式物位計已經(jīng)成為了非接觸式物位測量技術(shù)的主流技術(shù),,也將成為整個物位測量技術(shù)的主流技術(shù)。

         相對比重錘式料位計維護量大,、配件更換頻繁,、測量不穩(wěn)定等接觸式測量方式不可避免的問題,微波式雷達料位計,,以其非接觸式的測量方式,,已有逐步取代重錘式料位計等接觸式物位測量技術(shù)的趨勢。
       微波式物位計俗稱雷達(Radar)物位計,,英文全稱Radio Detection and Raging(無線電檢測與測距),,是物位測量領(lǐng)域的新生力量,在90年代逐步進入物位測量領(lǐng)域,。

      雷達料位計安裝在料倉頂部,,不與被測介質(zhì)接觸,向被測物料表面發(fā)射微波,,目標反射的微波返回發(fā)射器被接收,,與發(fā)射波進行比較,確定目標存在并計算出發(fā)射器到目標的距離,。

      因不與被測介質(zhì)接觸,,雷達料位計幾乎免維護、無破損,、掛料等現(xiàn)象,,無配件更換問題、壽命長,,且安裝簡單,、標定簡單,,也不受料倉內(nèi)氣體成分、粉塵,、溫度變化等的影響,。雷達料位計也因此深受用戶歡迎,成為近年來發(fā)展最快的物位測量儀表,。
 
             雷達料位計現(xiàn)已被廣泛用于替代勞動強度大的人工投尺,,維護、維修率高的重錘(yo-yo),、導播雷達,、電容,以及調(diào)試,、校驗復雜的稱重設備,。雷達料位計也將成為料位測量技術(shù)的未來。
        目前微波物位計(雷達)使用的微波頻率有四個頻段:C波段(5.8~6.3GHz),、X波段(9~10.5GHz),、K波段(24~26GHz),W波段(75~110 GHz),。

     料位測量中困擾用戶的是一些大型固體料倉,,特別是量程在30米以上,且料倉內(nèi)充滿粉塵和擾動的加料狀態(tài)下的料倉,。而頻率高的雷達料位計尤其適合這種大型固體料倉的物位測量,。

      因為雷達的工作頻率越高其電磁波波長越短,越容易在固體物料傾斜的,、不規(guī)則的表面有更好的信號反射,。試想一下如果您站在一個傾斜的臺階之上,向下扔一個籃球和向下扔一個乒乓球,,那一個更容易彈回您的手心呢?

      現(xiàn)今主流雷達料位計均采用K波段(24~26GHz),,其電磁波波長為12mm, 可實現(xiàn)有效的料位測量,,但最先進的HRBD LR560則采用78GHz,W波段技術(shù),,其電磁波波長只有約3mm,,更越容易在傾斜的固體料面有更好的信號反射,且3mm波長還可有效穿透極度粉塵 ,,因其電磁波長大于粉塵顆粒直徑,,從而發(fā)生衍射穿透粉塵而到達被測物料的表面。

      慧博 HBRD560的78GHz,,巧妙的選擇了料位測量中真實物料反射和粉塵穿透的平衡點,,這也體現(xiàn)了慧博新銳做為工業(yè)自動化的智慧和技術(shù)實力,。

    較高的工作頻率還可提供較窄的波束寬度,可有效避開障礙物,;更高的頻率還可使雷達擁有更小的天線,,因此料倉開孔小,安裝起來簡單,、方便,。

     也有使用5.8GHz ~10GHz的低頻雷達測量固體,但由于其較低的頻率,、較長的波長其發(fā)射波不容易被漫反射,,在高粉塵工況下會導致很多的二次或多次回波,干擾和噪聲很大,,因此固體粉料測量中逐漸被淘汰,。
                           
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