??? 摘要：

??? 本文針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中固體料倉(cāng)的料位測(cè)量問(wèn)題進(jìn)行分析，介紹了幾種料位測(cè)量技術(shù)，并提供了可靠的解決方案。

??? SUMMARY: The Article analyzed the solid levelpplication for the solid silo and introduced severallevel measuring technology and a reliable solution.

??? 關(guān)鍵詞：固體料位測(cè)量重錘料位計(jì)自診斷預(yù)診斷UWT

??? KEYWORDS: Solid level applicationInstrument selfdiagnose/pre-diagnose UWT

??? １、概論

??? 固體料倉(cāng)（如灰?guī)臁⒃簜}(cāng)、水泥倉(cāng)、礦石倉(cāng)等）的料位測(cè)量一直是物位測(cè)量技術(shù)應(yīng)用中的一個(gè)難點(diǎn)，其特點(diǎn)是粉塵大,介質(zhì)的介電常數(shù)低,測(cè)量距離長(zhǎng)（約25-70米）。許多測(cè)量裝置受測(cè)量原理和制造條件的制約，在這一領(lǐng)域應(yīng)用都不十分理想。對(duì)于此類(lèi)工況的料位測(cè)量要求嚴(yán)格,能實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量的料位計(jì)寥寥無(wú)幾，常見(jiàn)的有：重錘式、雷達(dá)式、超聲波等。

??? ２、重錘料位計(jì)

??? 重錘料位計(jì)的原理是利用現(xiàn)場(chǎng)的傳感器（探頭）控制重錘快速下降至物料表面，感應(yīng)錘一旦觸及被測(cè)料面便立即回收，返回待測(cè)位置。傳感器內(nèi)部編碼器發(fā)出與重錘位移相應(yīng)的脈沖信號(hào)，由嵌入式處理器進(jìn)行運(yùn)算處理后，輸出與料位對(duì)應(yīng)的4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。其關(guān)系式： H-M = I-4 ;其中，H為料倉(cāng)高度，M為實(shí)際測(cè)量距離,I為輸出電流值，實(shí)際料位高度為: H-M。
在眾多重錘料位計(jì)當(dāng)中，德國(guó)UWT品牌的重錘物位計(jì)（詳見(jiàn)第５部分）質(zhì)量穩(wěn)定，測(cè)量精度高，使用壽命長(zhǎng)，安裝維護(hù)方便，擁有眾多成功的應(yīng)用案例，取得優(yōu)異的業(yè)績(jī)。

??? ３、雷達(dá)料位計(jì)

??? 雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波，雷達(dá)料位計(jì)利用了電磁波的特殊性能來(lái)進(jìn)行料位檢測(cè)。電磁波的物理特性與可見(jiàn)光相似，傳播速度相當(dāng)于光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)的反射效果越好。雷達(dá)波的頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積上能量（磁通量或場(chǎng)強(qiáng)）越大，波的衰減越小，雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量效果越好。雷達(dá)式料位計(jì)組成：它主要由發(fā)射和接收裝置、信號(hào)處理器、天線、操作面板、顯示、故障報(bào)警等幾部分組成。發(fā)射－反射－接收是雷達(dá)式料位計(jì)工作的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射最小5.8GHz的雷達(dá)信號(hào)。
反射回來(lái)的信號(hào)仍由天線接收，雷達(dá)脈沖信號(hào)從發(fā)射到接收的運(yùn)行
時(shí)間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例。即：h=H+vt
式中 h為料位；H為料倉(cāng)高度；v為雷達(dá)波速度；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時(shí)間。
但是由于灰?guī)旖橘|(zhì)灰的介電常數(shù)很低，這將導(dǎo)致雷達(dá)料位計(jì)的回波信號(hào)減弱，極大的影響長(zhǎng)距離測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。所以在灰?guī)鞈?yīng)盡量避免使用這種類(lèi)型的料位計(jì)。

??? ４、超聲波料位計(jì)

??? 超聲波物位變送器是測(cè)量一個(gè)超聲波脈沖從發(fā)出到返回整個(gè)過(guò)程所需的時(shí)間。超聲波傳感器垂直安裝在液體或者物體的表面，它向物/液面發(fā)出一個(gè)超聲波脈沖，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，超聲波傳感器接收到從液面反射回的信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)變送器電路的選擇和處理，根據(jù)超聲波發(fā)出和接收的時(shí)間差，計(jì)算出物/液面到傳感器的距離。但是由于灰?guī)熘蟹蹓m嚴(yán)重，這對(duì)于超聲波原理的料位計(jì)在這種長(zhǎng)距離和大粉塵工況的測(cè)量無(wú)能為力，在這種工況下除非選用超大聲波發(fā)射功率的超聲波料位計(jì)才能勉強(qiáng)測(cè)量。國(guó)內(nèi)外品牌中還沒(méi)有合適的選擇。

??? ５、德國(guó)UWT重錘料位計(jì)

??? 1）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹圃旃に嚕w積小巧、重量輕，是國(guó)產(chǎn)重錘的十分之一；認(rèn)證齊全，通過(guò)多種國(guó)際防爆認(rèn)證及國(guó)際無(wú)毒無(wú)害原料RoSH認(rèn)證；測(cè)量精確，精度高達(dá)到0.5%，選擇合適的探頭可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同物料不同工況的測(cè)量。

??? 2）智能化程度高，安裝維護(hù)方便, 廣泛用于灰?guī)?、原煤倉(cāng)、煤粉倉(cāng)、水泥倉(cāng)、鐵礦石倉(cāng)等工況。該料位計(jì)能實(shí)時(shí)地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制及監(jiān)測(cè)，整個(gè)過(guò)程可通過(guò)Modbus/Profibus總線連接到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)或由儀表內(nèi)部定時(shí)器啟動(dòng),測(cè)量間隔為３分鐘至數(shù)小時(shí)，這充分體現(xiàn)了其高效性；同時(shí)，還具有自診斷預(yù)診斷功能，能從儀表自帶信號(hào)燈及錯(cuò)誤代碼，迅速判斷出重錘運(yùn)行狀態(tài)，方便維護(hù)。

??? ３）受惡劣工況影響小，殼體防護(hù)等級(jí)IP66；電路模塊與機(jī)械模塊完全隔離開(kāi)，正常操作時(shí)，絕對(duì)不受倉(cāng)內(nèi)粉末，粉塵，靜電，或介質(zhì)狀態(tài)（干燥或潮濕）的影響；鋼帶配有內(nèi)部清潔器，無(wú)論倉(cāng)內(nèi)有多少潮濕的粉料依附于鋼帶上，在其上升過(guò)程中，均會(huì)被清潔器刮洗干凈,避免介質(zhì)進(jìn)入儀表箱內(nèi)導(dǎo)致卡塞；料位儀表與錘頭（不銹鋼）之間以鋼帶連接，鋼帶和錘頭間設(shè)有一特殊連接，使錘頭在受到固體粉料沖擊時(shí)，可自由旋轉(zhuǎn)以減少阻力，而鋼帶不受其影響扭曲，安裝位置選擇合適的情況下不會(huì)出現(xiàn)埋錘和斷錘, 這一點(diǎn)在很多電廠都得到有效驗(yàn)證。

??? ４）產(chǎn)品完全免維護(hù)，運(yùn)行成本低廉，易損件只有鋼帶一項(xiàng),在正常使用的情況下，按每天10次測(cè)量計(jì)算,可以使用5年以上而無(wú)需檢修（該重錘料位計(jì)的壽命按次數(shù)計(jì)算,在170000次測(cè)量時(shí)需要蓋復(fù)位檢修,一般可用220000次甚至更久） 。

??? ６、結(jié)語(yǔ)

??? 綜上,對(duì)于固體料位這類(lèi)特殊的工況:要求測(cè)量準(zhǔn)確,對(duì)于介電常數(shù)低,粉塵大的工況，德國(guó)UWT的重錘料位計(jì)以其安裝方便,維護(hù)量小,質(zhì)量穩(wěn)定,壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),正好滿足要求。

??? 參考文獻(xiàn)：

??? 《電站信息》、《流程工業(yè)》、《熱力發(fā)電》、《P O W E RGENERATION HANDBOOK》、《Materials and Industry》

??? 作者：張成源

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