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              企业新闻 当前位置:首页 企业新闻雷达料位计在氧化铝生产中的应用

              雷达料位计在氧化铝生产中的应用

              发布:2021/9/9 10:00:52人气:327
              我厂氧化铝生产中槽罐比较多,物位测量在生产中很普遍,也很重要。但由于生产工序复杂,存在高温、高压、蒸汽、碱腐蚀、结疤、带搅拌等情况,很多物位仪表如重锤、静压式、超声波等仪表在测量中都不太理想。随着雷达技术的不断发展,雷达料位计在物位测量中的应用,雷达料位计以其zuo越的性能在我厂得到广泛的应用。我厂现采用雷达料位计普通型的有E+H的FMR231型、VECA的 VEGAPULS50系列;精密型雷达有SAAB的RTC40型。雷达料位计是一种技术先进的智能型仪表。目前大多都采用进口仪表。它适应了现代仪表数字化、智能化、网络化的发展趋势。随着雷达仪表价格不断降低,技术不断发展,应用水平的不断提高,它会得到越来越广泛的应用。
               
              1.雷达料位计简介
              雷达料位计发射的波,是一种特殊的电磁波,它以光速传播,且传播速度不受温度、压力、蒸汽等介质特性的影响。它采用发射-反射-接收方式工作,发射率取决于被测介质的传导率和介电常数二特性。导电性产品如水、酸等有很好的发射率并且不考虑介电常数的值。对非导电性材料,反射率取决于介电常数的值。介电常数的值越大,雷达反射得越好。低介电常数值的材料吸收雷达传慼器发送的大部分微波,这样反射回到天线的能量就有损失。
              雷达料位计是一种技术先进的智能型仪表。它具有测量精确、效率高,无需维修、保养,耐磨损、安装简单等特点。它的优势在于不受高温、高压或真空影响,不受介质温度变化及惰性气体的影响,不被粉尘或蒸汽衰减,特别适合高粘度、强腐蚀介质。雷达料位计要求被测物料的介电常数大于4,精密型的可低至2,低介电常数的介质发射的回波弱,而干扰回波相对较强,不能稳定测量,若测量一般加导波管来使能量集中,它受应用条件如湍流、泡沫、罐内剧烈搅拌、罐内固定障碍物的影响,天线表面污染也影响它回波信号强度。
              雷达料位计一般由天线和探测装置组成。有一体型和分体型两种。
              雷达料位计是智能型仪表,可任意连到控制网络中。仪表组态方便,可通过计算机、手持编程器、现场面板三种方式组态。通过仪表测量和回波曲线来调参数、判断故障。
               
              2.我厂物位测量现状分析
              我厂拜耳法生产氧化铝,是用苛性碱溶液溶出铝土矿中氧化铝而制得铝酸钠溶液,(溶液加温后zui高温度达260度以上),采用对溶液降温、加晶种、搅拌的条件下,从溶液中分解出氢氧化铝。(溶出过程是在加压下进行,压力达60公斤以上),然后经过焙烧,生产出氧化铝。因此,仪表的应用环境恶劣,存在高温、高压、蒸汽、碱腐蚀、结疤、搅拌等复杂条件,甚至几种条件都同时存在,给物位测量带来一定困难。目前我厂物位测量仪表的现状分析
              2.1静压式仪表
              仪表运行稳定,价格低廉。接触式测量,存在结疤、不易拆装,不能长时间运行等问题。受介质密度和温度影响很大,精度低。
              2.2重锤式料位仪
              价格低廉,因是机械式,安装复杂,故障多,有磨损,寿命短,精确度低,现很少应用。
              2.3超声波料位计
              它的优势领域在块状、颗粒状固态物料的测量中。粉状物料在粉尘不太大的情况下,也能用超声波物位计。非接触测量,因此它安装方便,工作可靠,维护量小,寿命长,价格适中。但它不能承受高温,不能超过80度。声速受介质温度、压力影响,精度一般。
              2.4雷达式料位计
              是一种高精度、性能zuo越的智能型仪表。非接触测量,无需维护,寿命长,可靠性高。测量不受高温高压噪音粉尘等影响,特别适用于高粘稠、高腐蚀性介质。用于测量液体、某些固体。雷达料位计应用时需考虑介质的介电常数,并注意某些应用条件。
              雷达料位计的测量原理
              目前雷达料位计的测量原理有两种。一种是脉冲时间原理(PTOF),另一种是变频连续波技术(FMCW)。
              3.1脉冲式
              雷达发射脉冲信号,信号从发射到接收的运行时间与雷达传感器到介质表面的距离及物位成正比例。大多数雷达料位计采用这个原理,一般采用的频率为5.8~6.3GHz。价格较低、精度一般。雷达的发射角较大,在测量中除液面回波外,还会产生其它干扰回波,难以确认液而回波。抗干扰能力较差,在测固态物料时更会产生各种干扰,因此采用此原理的料位计大多不能用于测固态物位。
              3.2变频连续波技术
              雷达对物料表面发射连续的变频波,天线接收回波信号。因为频率是不断变化的,因此发射和接收的信号频率不同,频率差值与到物料表面的距离成正比。采用更高频率,发射角更小,能量更集中,不但测得更远距离,信噪比高,而且可测低介电率的介质。内置先进的回波处理软件,抗干扰能力更强,可测某些固态物料物位,甚至可测粉状水泥物位。采用此原理的雷达料位计精度更高,性能更优越,但价格比较昂贵。
               
              4.雷达料位计的选型
              雷达料位计若选型不合理,干扰回波得不到很好处理,仪表可靠性将会降低。
              雷达料位计在选型时应考虑的几个因素:
              4.1被测介质的导电性、介电常数
              被测介质为导电液体或介电常数在4以上液体,一般选普通型雷达。介电常数小的液体(介电常数在2以上)和某些导电性固体,因干扰回波多,多采用精密型的雷达或用导波式雷达。
              4.2应用条件
              应用条件一般有平静液面、轻微波动表面、湍流表面、带搅拌、有泡沫等几种情况。条件越复杂,干扰回波越多,所测的实际量程越小。复杂环境应选处理干扰回波能力强的精密型雷达或选尺寸大ー些的天线。
              4.3精度
              普通型雷达精度一般为±10m,精密型精度达±3mm。根据实际需要选型。
              4.4量程
              据实际需要选型,选天线尺寸。注意复杂环境下,实际量程有所减少。
              4.5天线类型和天线尺寸
              天线尺寸越大,所测量程越大,抗干扰能力越强天线类型有杆式、喇叭口式、抛物面等。杆式天线:一般用在强腐蚀的环境中,抗干扰能力弱一些,量程小。喇叭口天线:抗干扰能力强一些,适合较复杂的环境。喇叭口越大,能量越集中,所测量程更大。抛物面天线:聚焦效果比喇叭口更强,抗干扰能力强,量程zui大。
              4.6电源及输出信号
              电源有220VAC、DC24V,根据需要选用。输出信号有模拟量和数字量两种,根据所需选合适的型号。
               
              5.雷达料位计的定位及安装
              雷达料位计的定位对测測量有很大的影响。若安装位置不合理,将引起干扰回波,使仪表测量不稳定或测量不准确。这种情况結要重新定位,选一zui佳位置,使雷达回波质量优化,减少干扰回波。
              雷达安装要求
              (1)雷达料位计要垂直于物料表面安装。使雷达波尽可能反射回去,减少能量损失。固体物料因有定的堆角,要使雷达垂直物料表面,安装时要倾斜一定的角度;
              (2)仪表安装位置离罐壁距离至少30cm,防止罐壁上所装仪表如温度元件、料位开关等在雷达束内,引起干扰回波;
              (3)料位计不要装在进料口上方;
              (4)仪表不要装在搅拌器上方,使雷达束内无障碍物,去除干扰源。在实际应用中,一些内装搅拌器的小型罐,无法达到此要求,可选处理干扰回波能力强的精密型雷达料位计,把干扰回波寄存,使雷达准确识别表面回波;
              (5)天线要伸出10mm;
              (6)拱型顶罐或卧罐不要把仪表装在罐的中心位置,使回波易丢失。
               
              6.应用中一些常见问题及处理方法
              雷达料位计是一种免维护仪表,可长期可靠运行。实际应用中,常见的故障多是由干扰回波引起。常见故障及处理方法如下
              (1)仪表无反应
              査电源,査通讯电缆是否正常。
              2)仪表有故障代码
              清除故障代码。若清除不了,参照故障代码列表,进行相应处理或与厂商联系。
              (3)仪表指示不稳定、不正确或无回波
              多由干扰回波引起。干扰回波处理除选功能强一些的雷达料位计或导波雷达、选zui佳安装位置、选合适的天线类型和稍大的尺寸外,还可选带处理干扰回波功能强的多回波处理软件的仪表。具体处理方法有虚假回波抑制、虚假回波寄存。以前的回波分析处理系统是人为地压缩虚假回波,现通过 ECHOFOXER回波处理软件和模糊逻辑分析所有回波,通过经验参数和应用条件来确定回波的反射概率,从而确定回波是否有效。通过技术先进的MET多回波跟踪软件,进一步处理罐内障碍物引起的干扰,使干扰回波与实际表面回波分离开。
              选型不合理
              对介电常数小的被测介质或应用环境复杂,尽可能选处理干扰回波功能强的仪表系列式加导波管,尽可能选喇叭口型天线,尺寸尽可能大一些。
              b)安装位置不佳
              按要求选一zui佳位置。
              c)参数设置不合理
              对仪表复位,重新设置参数。雷达在投用前,基本参数必须正确设置。如空槽、满槽设置是否正确,应用条件是否符合实际情况。其它一些参数如时常数,在料位变化太快使测量值不稳定时,可适当增大时间常数值。
              d)天线污染
              定期清理天线。尽可能避免料位溢出,这样会使喇叭口天线上挂料,降低雷达灵敏度。
              e)仪表显示无效回波
              启动表面回波搜索功能,对回波重新搜索。
              f)对固定障碍物引起干扰的处理
              方法1虚假回波抑制
              方法2虚假回波寄存
              对料位以上,已测得的虚假回波,在确认是假回波后,自动寄存到虚假回波列表中。对料位以下,将会引起的假回波,也可手动寄存到虚假回波列表中。
               
              7.结束语
              综上所述,只要合理选用,正确应用雷达料位计,雷达料位计将会发挥其zuo越的性能。随着雷达的普及,维护水平的不断提高,雷达料位计将会得到更广泛地应用。
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