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          雷達液位計

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          雷達液位計在湘鋼高爐鐵水罐液位丈量上的運用

          作者: 起源: 宣布時光:2018-11-20 10:17:25

              摘 要:經由過程對VEGAPULS64 雷達液位計任務道理的引見,剖析了其機能特色,引見了其在湘鋼高爐鐵水罐液位丈量的運用。

              湘鋼現有4 座高爐,年産鐵水約800 萬噸,在高爐臨盆中,高爐料位、高爐布料倉料位和鐵水罐液位等都長短常主要的數據,它們關於包管高爐爐況的順行、進步臨盆效力和臨盆平安性起著異常主要的感化。因為鐵水溫度異常高,現場揚塵異常大。高爐鐵水罐液位丈量壹向是個困難。曩昔湘鋼高爐的鐵水罐液位都采取了稱重法丈量,裝置龐雜,保護艱苦,丈量的數據精度不敷精確,隨著一些新技術的運用,我們壹向努力于尋覓一種應用壽命長、機能靠得住、保護量低、丈量準確度高的經濟性的處理計劃。

              爲了包管鐵水罐和鐵路的平安,使爐前操作工能實時懂得鐵水罐內鐵水的容量。我們采取了型號爲VEGAPULS64 雷達液位計兩台,裝置在1#高爐的3 號鐵口5 號線和6 號線上,丈量鐵水罐的鐵水液位,經由一段時光的試用理論,獲得了較好的丈量後果。

          1 丈量道理及機能特色

           雷達液位計,可普遍運用于持續丈量液體液位的場所,其采取的是FMCW 持續調頻的任務方法,如圖1 所示。

          丈量道理

          丈量道理 

          其根本丈量道理是,探頭同時停止雷達波的發射和吸收,相似通訊中的全雙工;采取了波形爲鋸齒型的微波,發射涉及經液體外面反射後構成的回波之間發生一個相位差,這個相位差經由過程疾速傅裏葉轉換後,構成一個頻譜,這個頻譜與雷達液位計丈量的間隔呈線性關系。經由過程對鋸齒波相位的檢測便可獲得一個高精度的物位旌旗燈號。根據FMCW 丈量道理,雷達波可以或許源源賡續地射向丈量介質,使其抗攪擾才能增強,掉波的能夠性降到最低,從而進步了它的靠得住性。

          最新推出的VEGAPULS64 雷達液位計采取兩線制設計。在以往的基本上,作了許多改良,有以下幾個特色:

          1)旌旗燈號聚焦才能好,靠得住性高。最大丈量標尺30m,天線巨細爲80mm,發射角度僅爲3 度。可做到只接收被測介質獨壹的反射回波。

          2)進程接口小,最小規格爲3/4。以80GHz 的發射頻率任務。相當于至今采取技術的3 倍。是以,天線體系和進程銜接可以響應地設計得更小。運用範疇顯著更廣大。

          3)不受介質附著物和冷凝物的影響,天線體系是用PTFE\PEEK 朔封的全密封透鏡式天線,經由過程外面周詳加工,是以沒有處所堆積介質,粘附景象顯著削減。另外,特別的軟件算法克制那些因為天線體系上的附著物而發生的攪擾。

          4)動態規模大,爲12Db,很高的動態性令靠得住性顯著進步,故壹切介質中都能取得靠得住的丈量成果。簡直不受揚塵及附著物的影響。

          5)其自己帶有藍壓調試功效,我們未來的參數調劑無需在處于絕對低溫。風險區域的傳感器長進行。可以用手機、IPad 或手提電腦在間隔傳感器。25m 內的任何處所停止,如許異常平安。

          2 在高爐上的運用

          2.1 現場情形和請求

          被測介質是鐵水罐內的鐵水,溫度約1300℃以上。鐵水罐是用火車牽引到出鐵口的運動蓋板下方出鐵的。如圖2 所示,運動蓋板是用鋼板加隔溫資料制造的,雖然它的下部溫度很高,但在它的下面溫度不是很高,人可以在下面行走。正常情形下不跨越50℃。無需把雷達液位計裝置到運動蓋板的上面直接面臨低溫的熾烤,可直接裝置在運動蓋板的下面。然則在檢驗出鐵口或處置出鐵口毛病的時刻運動蓋板須要疾速移開,是以蓋板上的壹切丈量或其它裝配都須要爲運動蓋板的敏捷移開做好預備。如許就請求液位丈量裝配的裝置和就位簡略疾速。盡可能削減裝配電纜的時光,更不克不及裝置氣體吹掃等幫助降溫裝配,由於裝配這些裝配須要必定的時光,會延伸運動蓋板調開的時光。

           

          2.2 雷達料位計的裝置

          爲了順應上述請求,我們制造了一個簡便的支架便利裝配,把雷達液位計架起350mm 高;設置了一塊絕緣隔熱的石膏扳子,避免灼熱的氣體和介質從丈量孔直接灼烤雷達天線。經由丈量,一年來最熱的氣象,電子部件的運轉溫度大約爲42℃;相符設備運轉情況請求。丈量孔的直徑依據發射角度和排擠高度盤算約爲100mm;開孔地位依據鐵水罐沿和鐵水出鐵地位肯定,鐵水罐的直徑或壁厚分歧,每次火車停的地位誤差,就很輕易使雷達波打到鐵水罐的邊沿,從而形成毛病丈量。所以裝置地位必定要闊別鐵水罐的邊沿,並應用雷達料位計超小波束角的優勢,在避開鐵水流的條件下盡可能選擇鐵水罐的中心地位作爲其裝置地位。采取航空插頭銜接供電和旌旗燈號電纜順應電纜疾速裝配的請求;支架上面焊接了角鋼限位,避免雷達及裝置支架的挪動;支架的下面有可以折叠的手柄便利裝置支架的撤除。裝置支架如圖3 所示。

            高爐出鐵表示圖

          高爐出鐵表示圖

           裝置支架圖

          裝置支架圖

           

          2.3 丈量後果

          參數調劑進程。試用的兩個丈量點(5 號線和6 號線)有“對位-注鐵水-移罐”等多個丈量進程。設置的丈量零點爲間隔雷達液位計法蘭以下10m 的地位。丈量規模(4-10m,對應4-20mA 輸入的量程爲0-6m。當上面沒有鐵水罐時,雷達液位計指導-0.7m 閣下。 普通一個空的鐵水包處于被測地位時,液位顯示0.3-0.6m,這是因為鐵水包底部殘留的介質有差別而至,普通當液位到達3.1m 閣下時,投入保溫劑,液位到達3.1-3.2m 時爲滿,依據現場目測和操作工人的經歷,此時液面間隔鐵水罐的上沿400mm 閣下。據現場的操作工人引見說鐵水包有巨細之分,經由過程視察,不管是大的照樣小的鐵水罐,最高液位都是3.2m。從兩個丈量點的丈量後果看,6 號線的裝置地位接近鐵水罐的中心地位,後果異常好。而5 號線的地位就有些偏離中心地位,使雷達的探測波經常打到鐵水包的邊沿,丈量指導常常指導鐵水罐邊沿的地位(3m 多)。鐵水液位記載曲線如圖4所示。

          從圖46號線的丈量曲線可以看到它的注料安穩,改換另外壹個空鐵水罐時追隨異常敏捷,丈量後果很好。而5 號線丈量曲線老是向最滿的地位跳變。爲此調劑了5 號線雷達料位計的裝置地位,也取得了異樣好的丈量後果,如圖5 所示。

          鐵水液位記載曲線圖 

          鐵水液位記載曲線圖

           鐵水液位記載曲線圖1

          5 鐵水液位記載曲線圖

          調試回波曲線如圖6 所示。從圖6 可以看出,間隔7m 閣下的地位的回波就是鐵水罐邊緣發生的回波,假如這個回波旌旗燈號很強,乃至高于9m 多地位的有用液位旌旗燈號回波時,就會招致雷達的指導老是向高點跳變的景象,所以在一個好的裝置地位的條件下應當湧現圖7 所示的回波曲線圖,幹清潔淨的只要液位的有用回波,並振幅很強。

           調試回波曲線圖

          6 調試回波曲線圖

           丈量回波曲線圖

          7 丈量回波曲線圖

          從這兩個雷達料位計的回波曲線圖看,丈量回波的振幅相當高,意味著丈量的靠得住性異常高。當從一個注滿鐵水罐移走,到一個空的鐵水罐移到丈量地位時,雷達丈量的反響時光約2 秒。因為避開了出鐵時的鐵水流,注入的鐵水流對丈量沒有任何影響,過程當中發生的煙氣和粉塵對丈量也未發生任何影響。

          3 計劃優化

          完成了雷達料位計裝置、實驗和調試任務,隨即對雷達料位計輸入旌旗燈號運用停止了優化。爲了使操作工能實時懂得鐵水罐內鐵水的液位的變更,增長了大屏顯示,加倍直不雅;選擇3 m 爲報警點,輸入一個接點旌旗燈號銜接聲光報警器,只需液位到達3 米,聲光報警器收回閃光和連續的報警鈴聲,實時提示操作工停止倒灌,鐵水罐裝載的液位獲得了有用的掌握了,防止鐵水溢出的變亂的產生。

          4 結語

          高爐鐵水罐液位的丈量比擬特別,之前應用過分歧的丈量辦法,但從湘鋼1#高爐運用的兩台雷達料位計的丈量後果看,充足施展了其機能特色,後果異常幻想,削減爐前操作工的休息強度,包管高爐的平安臨盆。

           

           

           

           

           

           

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