雷达液位计在沉降槽上的应用

　　0　引　言

　　直径为42m的沉降槽是我厂氧化铝拜耳法生产工艺流程中的一个重要设备。由于其直径大,液位控制要求非常准确,才能满足各项工艺技术指标要求。因此,对于其液位测量的精确度提出很高的要求。我厂采用了E+H公司生产的Micropilot FMR231 MicrowaveLevel Measurement(即型号为FMR231的雷达液位计,又称微波物位测量仪),效果很好。

　　1　雷达液位计的工作原理

　　发射—反射—接收是雷达液位计的基本工作原理。

　　雷达传感器的天线以波束的形式发射最小为5·8GHz的雷达信号,发射波在被测物料表面产生反射,反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后,得出介质与探头之间的距离,送终端显示器进行显示、报警、操作等。微波测距示意图如图1所示。

　　图中,E为空槽(罐)的高度;F为满槽(罐)的高度;D为探头至介质表面的距离;L为实际物位。

　　雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与探头到介质表面的距离D成正比,即:

　　D=v×t/2

式中,t为脉冲从发射到接收的时间间隔;v为波形传播速度。

　　因空槽距离E已知,故实际物位的距离L为:

　　L=E-D

式中,E的基准点是过程连接的底部。

　　一束雷达波的发射时间为1ns,每隔277ns天线系统发射一束脉冲信号,脉冲波束的频率为3·6MHz,如图2所示。

　　在发射的时间间隔里,天线系统作为接收装置使用。仪表分析、处理运行时间小于十亿分之一秒的回波信号,并在极短的一瞬间分析处理回波。

　　雷达传感器利用特殊的时间间隔调整技术将每秒3600000个回波信号进行放大、定位,然后进行分析处理,因此雷达传感器可以在0·1s内精确细致地分析处理这些被放大的回波信号,无须花费很多时间来分析频率。

　　2　雷达液位计的特点

　　雷达液位计最大的特点是在恶劣条件下功效显著。无论是有毒介质,还是腐蚀性介质,也无论是固体、液体还是粉尘性、浆状介质,它都可以进行测量。在测量方面,具有以下特点:

　　(1)连续准确地测量

　　雷达液位计其探头与介质表面无接触,属非接触测量,能够准确、快速地测量不同的介质。探头几乎不受温度、压力、气体等的影响(500℃时影响仅为0·018%,50bar时为0·8%)。

　　(2)对干扰回波具有抑制功能。比如,波束范围内接头引起的干扰回波,进料或出料的噪声引起的干扰回波等可由内部的模糊逻辑控制自动进行抑制。