西门子雷达物位计的工作原理及其应用

西门子雷达物位计的工作原理及其应用
一、序言
高炉上的物位量是钢铁行业中一个非常重要的丈量数据，它对于钢铁生产的质量控制、进步生产效率和进步生产安全性起着非常重要的作用。高炉上的的物位丈量点包括两种介质的丈量：炉顶矿料的物位丈量和罐车的铁水的液位丈量。
但是，由于这些工况的过程温度都非常的高（一般都超过300℃），高炉上的物位丈量一直是个困难。长期以来，各大钢铁制造厂商一直致力于寻找一种使用寿命长、性能可靠、维护量低、丈量精确度高的经济性的解决方案。
自2002年Siemens推出了SitransLR400型雷达物位计，之后这款在固体丈量领域表现出优异的性能的雷达物位计不断赢得客户的青睐，市场份额迅速增长。经过近几年的不断钻研，Siemens公司率先将LR400应用在高炉的物位丈量领域，积累了大量宝贵的经验，并赢得了客户的信任。
西门子雷达物位计的工作原理及其应用
二、西门子雷达物位计的丈量原理
西门子SitransLR400型雷达物位计是diyi款专门针对粉状固体的丈量特点而研发的非接触式雷达物位计。因此这款产品一经推出后，其优异的固体丈量性能为其赢得了大量的订单，尤其是在水泥、面粉等存在大量粉尘影响的产业中，表现出色，已经成为很多客户的shou选产品。
2005年2月，Siemens公司为了进一步扩大LR400雷达物位计在固体物位丈量市场上的领xian上风，推出了专用用于固体丈量的雷达物位计固体型LR400。
LR400之所以能够在固体丈量领域取的如此优异的业绩，这是由于：
1、它使用24GHz高频微波作为丈量信号。根据波的特性：速度=波长*频率，我们可以得知24GHz高频的微波的波长较其他频段的雷达波的波长要短的多。一般的讲，固体料面的外形是倾斜而且粗糙的，较小的波长可以Zda程度上保证发射出往的雷达波能够在粗糙的固体表面Zda程度地被反射回雷达探头。
2、采用FMCW（连续调频）的工作原理。FMCW的基本丈量原理是：探头同时进行雷达波的发射和接受，类似通讯中的"全双工"；LR400采用了锯齿型的微波，发射波和经固体表面发射后形成的回波之间产生一个相位差，这个相位差通过一个快速傅立页的转换后，形成一个频谱，而这个频谱与雷达物位计丈量的间隔呈一个线性的关系。因此，通过对锯齿波的相位的检测即可得到一个高精度的物位信号。由于采用了FMCW的丈量原理，使雷达波能够源源不断的"射"向丈量介质，使其抗干扰能力加强，"失波"的可能性降到Zdi，从而进步了它的可靠性。
西门子雷达物位计的工作原理及其应用
3、它采用了四线制的设计。四线制的设计保证了仪表有足够的功率来发射足够强的能量来满足恶劣的丈量条件：LR400能够丈量介电常数低至1.5的介质（自然界尽大部分的介质的介电常数大于1.5）；量程Zda可至50米。
4、由于使用高频的信号，使其发射的角度可以做到Z小8度角，使LR400能够Zda程度上避开固定干扰的影响。
另外，Zxin推出的西门子固体型LR400雷达在以前的基础上，作了很多大的改进，使其能够更好的满足固体丈量的需求。
1、新了瞄准器的设计，并将瞄准器作为新的固体型雷达的标准配置，而不加任何用度。瞄准器可以保证LR400即使用于介质表面倾斜角度较大的工况，介电常数较低的化学品粉末也能得到较强的信号。
2、提供了2"、3"、4"三种不同尺寸的喇叭天线的选择，能够更好地满足不同的现场的要求。
西门子雷达物位计的工作原理及其应用
3、改进了LR400的固体算法，使它能够专门适用于各种复杂的固体丈量工况。
4、由于采用了新的算法，使其导波性能得到很大的进步，因此增加了延长管（Z长至592mm的天线设计）的选项，使其能够满足一些安装立管较长、仓顶过厚的安装条件的工况。
5、另外，设计了新的PTFE的平面防尘窗口，使它即使是在粉尘扬气非常大的工况中也能非常的稳定的工作。
三、结束语
在国内，由于高炉的料位丈量比较特殊，所以一直没有一个理想的解决方案。曾经采用过的丈量方案有：α射线物位计、激光物位计、投标尺等丈量方式。
通过比较得出，雷达物位计在高炉上的应用可以充分固体型雷达的特点，性价比是非常高的，而且通过多年的研究和试验，LR400在这一领域的应用已经处于领xian的地位，为高炉的物位丈量应用提供了一个客户可以接受的较为理想的解决方案。
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