雷达物位计在高炉上的应用

1、 高炉料位的测量系统组成

高炉的料位测量测量有3部分，如图1所示

(1) 高炉料面测量。需要使用物位计测量准备添加到高炉内的矿料，料位控制需要保证料位维持在一定的高度，这一测量点需要的测量范围最大约为5~6m。

(2) 高炉布料仓的矿渣料位测量的主要的困难是,仓顶顶部的温度非常高，一般超过600℃，仓顶顶部厚度较大，约在1~1.5m左右。

(3)、对鱼雷罐铁水的测量。铁水温度达1000℃以上。被测量的介质是液体，因此主要问题是如何解决高温问题。

2 测量原理

柳钢鱼雷罐液面测量采用了Siemens的Sitrans LR400型雷达物位计，它是专门针对粉状固体的测量特点而研发的非接触式雷达物位计。使用24GHz微波作为测量信号。其波实验电炉长较其他频段的雷达波的波长要短得多。一般来讲，固体料面的形状倾斜而且粗糙，较小的波长可以最大程度保证发射出去的雷达波能够在粗糙的固体表面最大程度地被反射回雷达探头。

采用FMCW连续调频的工作方式,如图2所示。其基本测量原理是，探头同时进行雷达波的发射和接受，类似通信中的“全双工”；LR400采用了波形为锯齿型的微波，发射波高温电炉及经固体表面反射后形成的回波之间产生一个相位差，这个相位差通过快速傅立叶的转换后，形成一个频谱，这个频谱与雷达物位计测量的距离呈线性关系。因此，通过对锯齿波相位的检测即可得到一个高精度的物位信号。依据FMCW测量原理，雷达波能够源源不断地“射”向测量介质，使其抗干扰能力加强，“失波”的可能性降到最低，从而提高了它的可靠性。

采用四线制设计。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测量条件，LR400能够测量介电常数低至1.5的介质（自然界绝大部分的介质的介
电常数大于1.5），最大量程50m。

由于使用高频信号，因此，发射角度最小可到8°，能够最大程度地避开固定干扰的影响。

最新推出的固体型LR400雷达在以往的基础上，作了很多改进，这些改进是：

⑴新瞄准器，将瞄准器作为新的固体型雷达的标准配置。瞄准器可保证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。

⑵提供了2”、3”、4”（5.8,7.62,10.16 cm）三种不同尺寸的喇叭天线的选择，能够满足不同的现场的要求。

⑶改进了LR400的固体算法，能够专门适用于各种复杂的固体测量。

⑷采用了新的算法，导波性能得到很大提高，增加了延长管（最长至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。

⑸设计了新的PTFE平面防尘窗口，在粉尘扬气非常大的工况工作也能非常稳定。

值得一提的是，现场的工况比较恶劣，常有矿石掉落在现场，由于LR400的标准配置是坚实的铝外壳设计，因此即使在恶劣的现场工况，LR400也能正常工作。

文章由淬火炉提供：http://www.jshonghao.com/NewsView.Asp?ID=114