目前，氧化鋁工藝越來越先進，自動化投入要求很高，雖然原有的差壓式、靜壓式、浮球式、超聲波等常用的液位測量儀表都有各自的優(yōu)點，但同時因生產(chǎn)現(xiàn)場條件的影響也有各自的缺點。然而作為非接觸式高頻雷達物位計能很好適應氧化鋁特殊的生產(chǎn)工況，不受各種介質、高溫、蒸汽、粉塵、泡沫等影響，以山西兆豐鋁業(yè)有限責任公司為例，原料、溶出、沉降、分解、焙燒、蒸發(fā)六大主要生產(chǎn)車間95%的槽罐介質測量都在采用雷達物位計。但在測量的過程中有時也會產(chǎn)生虛假回波，顯示假液面。為避免虛假回波的產(chǎn)生，將從以下幾方面進行探討。
1、雷達物位計的測量原理
能量很低的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)出，經(jīng)被測介質表面反射后，再被天線接收，經(jīng)歷的時間通過電子部件處理得出介質與探頭之間的距離，送DCS控制系統(tǒng)進行顯示、報警。微波從被發(fā)射－反射－接受的時間與探頭到介質表面的距離成正比，關系為：D=CT/2。公式中：微波的傳輸速度C為常數(shù)，測出雷達物位計記錄微波經(jīng)歷的時間T，可得出液面到雷達天線的距離D。空罐槽的高度E減去雷達天線測距離D就可以得出實際液位的高度。如圖1所示：L=E-D。公式中：L表示槽罐實際液位；E表示槽罐自身高度；D表示雷達測量距離。
2、雷達物位計的特點
①測量高度可以靈活更改，適宜多種不同高度槽罐測量
例如昌暉儀表制造有限公司26G高頻雷達物位計（http://m.prosperiteweb.com/product/268.html）YR-DR90系列測量范圍在100m-70m內(nèi)可以任意設置。測量范圍與雷達物位計的選型即天線有關。
②應用場合比較廣，可連續(xù)準確地測量
高頻雷達物位計作為非接觸式液位測量儀器，采用一體化設計，主要有金屬外殼、電子部件、天線系統(tǒng)組成，使用中不存在機械磨損。天線等關鍵部件采用高質量的材料，抗腐蝕能力強。雷達物位計采用的是發(fā)射、接收電磁波，在氧化鋁生產(chǎn)應用中，YR-DR90系列高頻雷達物位計發(fā)射出的微波脈沖無論各種被測介質都能夠反射，并且雷達物位計有棒式、多種喇叭式、纜式能夠應用在更復雜的工礦條件，不受高溫、泡沫、粉塵、蒸汽等的影響。故雷達物位計在惡劣條件下功效顯著，無論是有毒介質，還是腐蝕性介質，也無論是液體還是漿狀、固體介質，它都可以連續(xù)準確地測量。
③安裝、維護方便，操作簡單
雷達物位計質量輕，通過螺紋或法蘭連接安裝在槽罐的上面，可采用二線制的24VDC供電，功耗低、用電安全，一名維護人員就可操作、維護，并且能通過表頭顯示報警故障。根據(jù)模塊提示的錯誤代碼，維護人員能及時分析故障，予以排除，或者為降低成本也可以尋找?guī)讉€壞的雷達物位計，將里面的電子部件重新拼湊組裝。參數(shù)設定方便，如昌暉YR-DR90系列雷達物位計可通過顯示模塊調(diào)試設定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有WARE軟件和文件的計算機進行設定。
3、雷達物位計的安裝和使用
高頻雷達物位計發(fā)射的電磁波由反射體（被測液面）反射，同時也會受到其他反射體的干擾，如容器壁、料面波動、攪拌等影響產(chǎn)生虛假回波，造成錯誤液位，因此高頻雷達物位計的安裝十分重要。
①天線和介質表面距離需要保持一定的距離。是為了防止被測介質接觸天線，在天線上會造成粘附，從而影響測量。如果在使用過程是天線上出現(xiàn)粘附，粘附對微波會造成強烈的反射，產(chǎn)生虛假回波，顯示滿液位，需要及時清理，以免長期出現(xiàn)假液位。
②設計安裝在有容器接管的槽罐上時，要保證天線下端末端伸出容器管至少10mm。是為了防止容器接管對測量產(chǎn)生干擾。
③雷達物位計要安裝在易于安裝接線、工人調(diào)試、拆卸、清理的位置。
④在球形或拱形罐頂上安裝雷達物位計時，應該盡量將雷達物位計安裝在罐頂半徑的1/2處。如果安裝在罐頂中央會產(chǎn)生多重虛假回波。
⑤要保證高頻雷達物位計與容器壁的距離。如果保證不了與容器壁位置，容器壁上粘附的介質將會導致產(chǎn)生虛假回波，出現(xiàn)假液位。
⑥雷達物位計的安裝應避開料流或料流上面。例如我單位原料車間泵池上的雷達物位計，因沒有無法避開料流，虛假回波很多，測量結果不準確，經(jīng)過多次變更安裝位置，都無法規(guī)避虛假回波。最后只能選用安裝靜壓液位計，通過壓力測算距離。
⑦高頻雷達物位計要垂直對準被測介質表面，物位計的安裝位置必須選擇一個沒有其它裝置阻擋雷達信號的地方。如果計劃安裝物位計的容器內(nèi)有限位開關、工字鋼支架、梯子、加熱管等物體，它們都會反射很強的電磁波，產(chǎn)生的虛假回波信號強度會超過真實回波的信號強度，出現(xiàn)假液位。所以在設計的時候，必須確認在傳感器和被測介質之間沒有凸出物或支撐物等遮擋物。如果容器內(nèi)的遮擋物造成虛假回波，可以通過采取有效措施來規(guī)避，比如可以在這些遮擋物上安裝斜的折射板，將雷達信號折射走，使其反射不到物位計上，避免造成虛假回波。
⑧由于氧化鋁工藝中槽罐多，基本處于露天狀態(tài)，為了防止雷達物位計的電子部件防潮進水必須使電纜入口前面的連接電纜向下，并且電子部件要做好防水處理。
⑨在使用高頻雷達物位計測量的過程中，主要的維護操作是進行虛假回波存儲。首先在空倉的時候進行干擾存儲，可以防止其他因素造成的虛假反射。
如果容器內(nèi)有攪拌器，一旦攪拌器被啟動，會產(chǎn)生多個虛假信號，需要對每個虛假回波進行存儲。對于攪拌器容器，維護人員要保證來自攪拌器各個方向產(chǎn)生的虛假回波都被存儲。
如果是使用過程中有錯誤液位顯示，可以采用繩子測量方法確定其真實液位，然后通過調(diào)試模塊或者電腦根據(jù)回波曲線圖，單獨存儲這一段的虛假回波。
為保證高頻雷達物位計在氧化鋁生產(chǎn)中測量各種介質液位的準確性，一定要注意在安裝上和使用中采用最佳存儲虛假回波設置。高頻雷達物位計在液位測量中使用方便，維護簡單，不受企業(yè)工況環(huán)境影響測量精度高，隨著性價比的提高，在工業(yè)生產(chǎn)中應用將更廣泛。
文章作者：山西兆豐鋁業(yè)有限責任公司 冷雄燕
