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钢厂料位测量常用方法及选型 宝钢股份、德国物位帝 摘要：随着自动化程度的提高，钢铁厂里炼铁、炼钢、烧结、焦化、球团等工艺流程中，各个原料仓及配料仓中的料位测量已由传统的人工操作逐步演化为仪表自动监测。市场中料位计的种类繁多，根据料仓情况进行合理的选择成为解决料位测量问题的关键。本文介绍市场中应用广泛的几种料位计，并结合实际讲解如何根据料仓及物料的特性对料位计进行选择。 关键词：固体料位测量；钢带式重锤料位计；钢铁厂；工艺流程； 1. 前言 钢铁厂的烧结矿仓、球团矿、焦炭仓、石灰仓、萤石仓、焦槽、原煤仓、渣仓等固体料仓，因现场工况粉尘大,介电常数低,易粘料易挂料等特点，使得料位测量一直是物位测量技术中的一大难点。 料位测量中最稳定、最可靠的方式是传统的人工测量方法。但是由于现场工况极其恶劣、危险性大，不适宜人工操作。随着科学发展，越来越多的测量方法可供选择，如：阻旋、音叉、射频导纳等开关量测量方式和重锤、电容式、称重式、雷达、超声波、γ射线等连续量测量方式。但是，许多测量装置受测量原理和现场、制造条件的制约，在钢铁厂料仓中的应用都不十分理想。能实现这种对工况要求严格的料位测量仪器寥寥无几，最常用的连续量测量方式有：重锤式、雷达式、超声波等。 2. 重锤料位计 重锤式料位计是采用必威体育精装版技术和传统测量方式相结合研制的智能化产品。测量原理简单、可靠。能够避免粉尘、湿度、介电常数等参数影响。 重锤料位计的测量原理是利用现场的传感器（探头）控制重锤快速下降至物料表面，感应锤一旦触及被测料面便立即回收，返回待测位置。传感器内部编码器发出与重锤位移相应的脉冲信号，由嵌入式处理器进行运算处理后，输出与料位对应的4～20mA标准信号。其关系式：;其中，为料仓高度，为实际测量距离, 为输出电流值，实际料位高度为: 。 在众多重锤料位计当中，德国UWT品牌的重锤物位计（详见第5部分）质量稳定可靠，测量精度高，使用寿命长，安装方便，免维护，拥有众多成功的应用案例，取得优异的业绩。 3.　雷达料位计 雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。雷达波的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，雷达料位计的测量效果越好。雷达式料位计组成：它主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示、故障报警等几部分组成。发射－反射－接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收，雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。即： 式中 h为料位；H为料仓高度； v为雷达波速度；t为雷达波发射到接收的间隔时间。 但是由于固体物料的介电常数很低，这将导致雷达料位计的回波信号减弱，极大的影响长距离测量的稳定性和准确性。所以在固体料位应尽量避免使用这种类型的料位计。 4.　超声波料位计 超声波物位变送器是测量一个超声波脉冲从发出到返回整个过程所需的时间。超声波传感器垂直安装在液体或者物体的表面，它向物/液面发出一个超声波脉冲，经过一段时间，超声波传感器接收到从液面反射回的信号，信号经过变送器电路的选择和处理，根据超声波发出和接收的时间差，计算出物/液面到传感器的距离。但是由于固体料仓中粉尘严重，这对于超声波原理的料位计在这种长距离和大粉尘工况的测量无能为力，在这种工况下除非选用超大声波发射功率的超声波料位计才能勉强测量。国内外品牌中还没有合适的选择。 比较以上几种常见的料位测量仪表，如表1所示: 表1 连续量测量料位计： 测量方式 重锤式料位计 雷达/超声波式料位计 1 测量原理 电子机械式测量（接触式） 电磁波测量（非接触式） 2 安装要求 安装于料仓顶部，要求远离进料口及仓壁挂料，同时要考虑料仓结构 安装于料仓顶部，对发射/接受天线的角度有要求 3 进料时测量可能性 可进料时测量，不受粉尘影响，但应避开空仓时进料瞬间5-6分钟内，仓壁有挂料易造成塌料埋锤 无法测量，持续进料时扬尘较大，易产生虚假回波，导致跳变，出现虚假满料位信号 4 被测物料颗粒度 根据不同粒度选择不同的感应锤头 根据不同颗粒度选择不同的频率，不规则的介质表面可能导致反射波发生散射 5 启动方式 定时器/手动操控/ PLC 手动操控/PLC 6 粉尘、介电常数 不受影响 粉尘介电常数低，能够吸收电磁波，导致失波误报 7 物料潮湿度 黏附物料，自动刮除 发射接收喇叭口容易挂料，产生虚假料位，必须定期清理黏附物料 8 精确度 准确，达0