西門(mén)子雷達物位計的工作原理及其應用
一、序言 
高爐上的物位量是鋼鐵行業(yè)中一個(gè)非常重要的丈量數據，它對于鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量控制、進(jìn)步生產(chǎn)效率和進(jìn)步生產(chǎn)安全性起著(zhù)非常重要的作用。高爐上的的物位丈量點(diǎn)包括兩種介質(zhì)的丈量：爐頂礦料的物位丈量和罐車(chē)的鐵水的液位丈量。 
但是，由于這些工況的過(guò)程溫度都非常的高（一般都超過(guò)300℃），高爐上的物位丈量一直是個(gè)困難。長(cháng)期以來(lái)，各大鋼鐵制造廠(chǎng)商一直致力于尋找一種使用壽命長(cháng)、性能可靠、維護量低、丈量度高的經(jīng)濟性的解決方案。 
自2002年Siemens推出了Sitrans LR400型雷達物位計，之后這款在固體丈量領(lǐng)域表現出優(yōu)異的性能的雷達物位計不斷贏(yíng)得客戶(hù)的青睞，*迅速增長(cháng)。經(jīng)過(guò)近幾年的不斷鉆研，Siemens公司將LR400應用在高爐的物位丈量領(lǐng)域，積累了大量寶貴的經(jīng)驗，并贏(yíng)得了客戶(hù)的信任。
西門(mén)子雷達物位計的工作原理及其應用 
二、西門(mén)子雷達物位計的丈量原理 
西門(mén)子Sitrans LR400型雷達物位計是*款專(zhuān)門(mén)針對粉狀固體的丈量特點(diǎn)而研發(fā)的非接觸式雷達物位計。因此這款產(chǎn)品一經(jīng)推出后，其優(yōu)異的固體丈量性能為其贏(yíng)得了大量的訂單，尤其是在水泥、面粉等存在大量粉塵影響的產(chǎn)業(yè)中，表現出色，已經(jīng)成為很多客戶(hù)的產(chǎn)品。 
2005年2月，Siemens公司為了進(jìn)一步擴大LR400雷達物位計在固體物位丈量市場(chǎng)上的上風(fēng)，推出了用于固體丈量的雷達物位計固體型LR400。 
LR400之所以能夠在固體丈量領(lǐng)域取的如此優(yōu)異的業(yè)績(jì)，這是由于： 
1、 它使用24GHz高頻微波作為丈量信號。根據波的特性：速度=波長(cháng)*頻率，我們可以得知24GHz高頻的微波的波長(cháng)較其他頻段的雷達波的波長(cháng)要短的多。一般的講，固體料面的外形是傾斜而且粗糙的，較小的波長(cháng)可以zui大程度上保證發(fā)射出往的雷達波能夠在粗糙的固體表面zui大程度地被反射回雷達探頭。 
2、 采用FMCW（連續調頻）的工作原理。FMCW的基本丈量原理是：探頭同時(shí)進(jìn)行雷達波的發(fā)射和接受，類(lèi)似通訊中的"全雙工"；LR400采用了鋸齒型的微波，發(fā)射波和經(jīng)固體表面發(fā)射后形成的回波之間產(chǎn)生一個(gè)相位差，這個(gè)相位差通過(guò)一個(gè)快速傅立頁(yè)的轉換后，形成一個(gè)頻譜，而這個(gè)頻譜與雷達物位計丈量的間隔呈一個(gè)線(xiàn)性的關(guān)系。因此，通過(guò)對鋸齒波的相位的檢測即可得到一個(gè)高精度的物位信號。由于采用了FMCW的丈量原理，使雷達波能夠*的"射"向丈量介質(zhì)，使其抗干擾能力加強，"失波"的可能性降到zui低，從而進(jìn)步了它的可靠性。 
西門(mén)子雷達物位計的工作原理及其應用
3、 它采用了四線(xiàn)制的設計。四線(xiàn)制的設計保證了儀表有足夠的功率來(lái)發(fā)射足夠強的能量來(lái)滿(mǎn)足惡劣的丈量條件：LR400能夠丈量介電常數低至1.5的介質(zhì)（自然界盡大部分的介質(zhì)的介電常數大于1.5）；量程zui大可至50米。 
4、 由于使用高頻的信號，使其發(fā)射的角度可以做到zui小8度角，使LR400能夠zui大程度上避開(kāi)固定干擾的影響。 
另外，推出的西門(mén)子固體型LR400雷達在以前的基礎上，作了很多大的改進(jìn)，使其能夠更好的滿(mǎn)足固體丈量的需求。 
1、 新了瞄準器的設計，并將瞄準器作為新的固體型雷達的標準配置，而不加任何用度。瞄準器可以保證LR400即使用于介質(zhì)表面傾斜角度較大的工況，介電常數較低的化學(xué)品粉末也能得到較強的信號。 
2、 提供了2"、3"、4"三種不同尺寸的喇叭天線(xiàn)的選擇，能夠更好地滿(mǎn)足不同的現場(chǎng)的要求。 
西門(mén)子雷達物位計的工作原理及其應用
3、 改進(jìn)了LR400的固體算法，使它能夠專(zhuān)門(mén)適用于各種復雜的固體丈量工況。 
4、 由于采用了新的算法，使其導波性能得到很大的進(jìn)步，因此增加了延長(cháng)管（zui長(cháng)至592mm的天線(xiàn)設計）的選項，使其能夠滿(mǎn)足一些安裝立管較長(cháng)、倉頂過(guò)厚的安裝條件的工況。 
5、 另外，設計了新的PTFE的平面防塵窗口，使它即使是在粉塵揚氣非常大的工況中也能非常的穩定的工作。
三、結束語(yǔ) 
在國內，由于高爐的料位丈量比較特殊，所以一直沒(méi)有一個(gè)理想的解決方案。曾經(jīng)采用過(guò)的丈量方案有：α射線(xiàn)物位計、激光物位計、投標尺等丈量方式。 
通過(guò)比較得出，雷達物位計在高爐上的應用可以充分固體型雷達的特點(diǎn)，性?xún)r(jià)比是非常高的，而且通過(guò)多年的研究和試驗，LR400在這一領(lǐng)域的應用已經(jīng)處于的地位，為高爐的物位丈量應用提供了一個(gè)客戶(hù)可以接受的較為理想的解決方案。 
西門(mén)子雷達物位計的工作原理及其應用