炼铁厂的原料仓在球团的整个生产经营过程中,从配成品,除尘,到储存以及原料运输的整个生产过程,都会直接涉及使用到炼铁料仓,因此准确的的测量炼铁料仓里物料的位置,对于球团生产尤为重要。然而,由于生产工作环境条件差,高温,湿度大和粉尘多,球团矿石在生产上的颗粒料位精确测量已经成了一个重大难题。随着工业自动化测量技术的不断进步和技术更新,原始的测量方法逐渐发展演变而成为利用仪器自动检测和利用计算机图像显示。现在,越来越多的原材料位自动测量方法变得可用。长期以来,宣钢球团矿生产车间一直在努力寻找一种使用寿命长、性能可靠、维护方便、成本低且测量校准精度高的zui佳解决办法。但是由于被检测介质的不同,比重和粒度的不同,许多复杂测量装置都会受到料仓内部复杂结构的限制,传统测量方法的各种进料处理方式也就会有所不同,如采用皮带板式进料提升机,刮刀进板机,斗式进料提升机等等,很多解决方案都不理想。经过大量技术改进,我们发现雷达料位计可以在对工作条件有严格要求的情况下实现这种物料料位测量。 我厂炼铁原料球团矿加工生产车间,料仓配料管理系统中,回转窑一链篦机入口和成品矿料仓料位管理,只安装了几台监视器。由于现场操作工况差,监视器经常难以达到预期工作状态和效果,于是料仓加料改造过程我们只能靠**操作技术人员的实践经验和多次性现场进行查看资料确认这不仅不能及时准确的的反映料仓料位置的情况,同时也将使得现场工作人员非常的艰辛。因此,经常都会发生亏料满料等不稳定事项,影响了球团矿系统的工作稳定性、准确性和工作连续性。经过多次的现场检测试验和不断改进,我们zui终研究发现针对目前我厂这些产品原料和成品的特性采用这种雷达式料位计算法是非常可行的。于是我们在球团矿石回转窑一链式炉篦机入口和球团矿成品窑料仓安装了各种导波型、本安型雷达料位计。 1.雷达料位计的测量原理 雷达料位计发射天线可以发射窄系列微波脉冲,该系列微波发射脉冲直接通过发射天线向下一层发射,这个微波脉冲以毫秒光速在一个空间层内传播,遇到介质的物体表面,其部分发射能量被天线反射吸收回来,被同**线主动接收。该系列天线雷达发射料位计,采用特殊的天线相关信号解调控制技术,可以准确性地识别主动发射天线脉冲与被动接收介质脉冲之间的间隔时间距离间隔,从而进一步准确计算和得出发射天线与被动检测发射介质物体表面之间的间隔距离。 雷达料位计主要包括雷达发射器和信号接收器,信号处理器,天线,操作系统面板,显示器,故障表和报警器等部分。发射,反射和无线接收原理是自动雷达雷射料位计的三个基本原理。雷达天线料位计系统利用天线电磁波的特殊检测性能可用来准确检测各种物料的准确料位,天线接收系统则可以发送和自动接收各种电磁波。反射天线信号仍被发射天线信号接收。雷达微波以光速移动运行,根据连续自动调频高速微波的基本工作运动原理,经过信号处理集成电路,将高速电磁波调频信号转变成,与输入料位关系成一定比例运动关系的高频标准高压电信号,再通过输入料位plc,在上位计算机上自动显示正确料位和自动报警。 2.雷达料位计的特点和安装要求 2.1雷达料位计的特点 雷达料位计采用了高达26GH的放射频率,因而具有以下特征: (1)发射波束角小、能量大和分布集中、具有较高的相对抗干扰能力、大大提高了雷达料位计的测量准确性精度； (2)安装专用充电天线,由于其尺寸小、便于**施工人员安装,同时需要加装充防尘罩等,配备专用的安全卫生防护装置； (3)测量盲区更小,对于小罐测量也会起到良好的作用； (4)波长更短对于小颗粒状物质的料位测量更合适。 采用了**的高频微处理器和独特的高频回波信号处理控制技术,因此这种雷达式的料位计数仪可以**应用于各种类型复杂工况。采用高频脉冲管式工作驱动方式,雷达仪的料位计声波放射功率极低,可直接安装于各种有色金属、非金属塑料容器内,对工作人员及周围环境均安全无重大伤害。 2.2雷达料位计的安装要求 雷达料位计的天线可以发射一定频率角度的微波脉冲从微波天线的下层边缘发射到被测量的介质物体表面的个辐射束所产生辐射的每个区域都应无障碍物。因此,在施工安装过程中,应尽可能多的避免接触危险设施,例如:梯子限位器的开关、加热器设备、支架等。如有必要,必须及时进行"虚假回波学习"。安装雷达料位计时还应该特别注意料位的高度不进入雷达料位计设计时的规定盲区,并且仪器的安装必须与料仓壁保持一定量的距离。仪器的整体安装位置应保证一起发生的波束完全垂直于被测物料的表面。防爆区域内安装的检测仪器必须完全符合国家关于防爆区域的关于危险生产区域的仪器安装技术规定。防爆仪器的整体外壳结构采用优质压铸铝。防爆检测仪器如果可以保证其可靠接地,可以被安装在有防爆要求的场合。安装时,特别关注雷达料位计安装位置至少和料仓壁保持200mm的安全连接距离。对于需要采用带有锥形大型料仓,雷达料位计贏安装在料仓顶部的中间位置,这样就可以有效的保证波束到达圆锥形料仓的zui底部位置。喇叭天线应尽可能地垂直于被测介质的表面。如果料仓内被测介质的表面不平整且倾斜和堆叠的角度较大,则必须同时地使用方向法兰以更好地确保一喇叭天线发出的波束垂直于料仓中被测物料的表面。对于经常使用或安装在室外或潮湿室内,为了有效防止潮湿,必须及时地拧紧安装在仪表电缆上的密封套而且仪表电缆进线和容器出口连接处拧紧。 3.我厂雷达料位计的应用 3.1导波雷达料位计 缆式探头得名是因为它米用一个巨大的微波介电脉冲沿着一根钢缆放射能量然后传送出去,接触到介电常数不同的介质后,一部分的微波脉冲能量被反射吸收回来。导波雷达料位计工作频率低,测量结果的稳定性不受钙灰和镁灰检测介质的颗粒密度、温度的稳定性变化及钙灰和空气中粉尘的扩散堆积等不稳定性因素的直接影响。导波雷达料位主要采用**的PMR编程器进行其相关参数设置,HART通信协议,两线制。探头的通信频率:1.5GHz,量程:35m,高精度:0.1%。回转窑一链篦机入口位置安装了导波雷达探头的料位计,由于选用的回转窑钙灰、镁灰料仓在室外,采用了玻璃防护罩,遮阳挡风防雨。探头安装时通过试验可以很明显地发现探头安装位置尽量选择一个远离探头加料及无障碍物出现的料口。导波雷达料位计的探头安装在回转一链篦机镁灰料仓的入口直径1/6-1/4处,在整个导波雷物位计量程长度范围内不会与仓壁发生碰壁。对于大型的金属罐选用的导波雷达探头物位计量程的长度一般为7.5m。导波雷达探头缆绳安装时在物位计量程内确保探头加料及缆绳安装离开内部障物至少300mm。 3.2本安型雷达物位计 我厂球团生产的成品矿仓顶进料位计的测量中,由于球团成品矿进料中含有少量的水分,而且现场的空气温度高极容易在空气中生成大量的水雾,给成品矿进料位测量工作的准确性带来一定困难。为了确保电路部分换能器和料位计电路部分换能器可靠工作,该系列的料位计内部的结构采用了胶封的结构,外部的料位计采用了电镀涂层塑料的长方形外壳。此类雷达料位计适合直接使用或安装于粉尘多、温度高、压力变化大、物料颗粒状或球团矿成品球的物料仓。 理论上可以很好地直接达到安全测量天线**的波束大约位置,但是,考虑到天线侵蚀及测量天线**粘附的双重因素影响,测量的天线**范围的波束**位置需要达到距离测量天线的**至少50mm。为了更好地实现过溢天线的保护,定义一段安全的测量距离添加在顶部的一个盲区上当正常的测量过程中天线的范围超出时,仪表的输出电流信号为22mA。正常的仪表输出测量信号范围为4-20mA。经过的试验不能直接地安装在仓顶入料口的上方,也不能直接地安装在探头位置距离仓顶和物料中心的位置,干扰喇叭天线会直接地导致入料口信号的丢失。雷达喇叭天线探头不可向进料口的管壁倾斜。干扰喇叭天线必须延伸出进料口安装短管并将其调整至进料口的垂直。对成品球的料位,雷达物位计可以进行非接触式连续稳定性的进行准确测量。从法兰开始,本安型雷达物位计通过天线发出的微波,脉冲在被料仓物料表面反射并产生了微波脉冲反射,天线通过微处理器反射系统接收得到被天线反射的微波脉冲并将其反射信号转换为传输脉冲信号给微处理器相应的电子线路,微处理器对此微波的脉冲反射信号的识别处理系统进行了数字化的处理,识别的结果显示。距离待测料仓物料表面高度行程距离d,与待测微波换能器反射脉冲时间t成正比。 4.经济效益 宣钢回转窑一链篦机球团矿料仓的料位测量非常特殊,直以来致力于寻找一套简单经济实用的料位计方案。经过多次的测试,雷达料位计在回转窑炉料仓料位监控系统上的设计和应用,有效的解决了长期存在的料位问题,便利了我厂岗位的操作技术人员对回转窑炉球团矿料位高度的测量和监控,大大地减轻了岗位工人的工作压力和工作量,同时也确保了球团矿产品的稳定性。提高了配料系统的准确性和工作连续性,为保证我厂球团矿长期稳定生产运行提供了有力的技术保证。结果,球团矿的生产运行稳定,技术指标明显得到了提高。长期的实践证明,该料位计测量方法的应用非常成功,取得了明显的社会经济效益和良好的社会效益