雷达物位计测量固体物位时应如何选型
发布时间:2020-07-16 08:08:25

由于固体物料(如沙石、煤炭等)的料面都有一定的安息角,固体料面的测量基本上是利用雷达波在粗糙表面的漫反射。微波在粗糙的固体表面(包括颗粒状物料表面)上的反射状况与微波波长表面粗糙度(颗粒状物料的粒径)有关。当表面粗糙度与微波波长接近或大于波长时,微波会产生漫反射,类似光波在毛玻璃上的反射。由于漫反射的作用,微波的大部分能量都散射了,返回的只是一小部分能量。经常会因此导致失波的现象,故测量固体料面时,会选择比测量同样距离的液面发射更强(大一倍或更大量程)的微波能量。漫反射的强度与物料大小成正比,与波长成反比,形成漫反射的条件近似于:固体颗粒直径>1/6波长。波长λ与频率f的关系为:c=λf③  

公式③中:c-电磁波的传播速度,c=3×108m/s;λ-雷达波的波长,mm;f-雷达波的频率,GHz。

通过公式③可以算出采用K波段频率为26GHz的雷达物位计时,其波长约为8.6mm,对颗粒直径为2mm以上的物料都可形成良好的漫反射;而当c为光速3×108m/s,采用X波段频率为6.3GHz的雷达物位计时,由式③可得波长约为52mm,对于粒径较小的颗粒状物位,漫反射效果差,回波信号干扰严重。为改善雷达物位计测量性能,可提高发射信号的频率,雷达物位计在测量散装料位时,大部份散装料直径远远小于50mm,这就是目前26GHz雷达是测量散装料物位最佳选择的原因。

对于粉状物料,特别是气动传输的粉状物料的测量:虽然理论上粉尘对雷达没有影响,但大量粉尘也能产生散射,影响回波,可以选择缆式导波雷达。由于微波在钢缆中传输,物料在输送过程中产生的粉尘对测量没有影响。闪速炉的精矿、石英、粉煤可采用嘉可自动化仪表的JK系列的缆式导波雷达,测量效果良好。

对于颗粒状或块状物料的测量:导波雷达的导波缆绳又容易被坚硬的物料损坏,在石灰石仓料位测量就遇到这样的问题,须选用高频雷达物位计,而且微波的发射角愈小愈好,因为微波的频率越高,微波的波长越短,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,发射角愈小,形成杂波和漫发射的概率就越小。采用嘉可自动化仪表的JK系列高频雷达物位计由于其发射角小,回波信号好,采用连续调频技术,抗干扰能力大大提高,固体甚至气动传输的粉料也得到准确测量。