目前，氧化鋁工藝越來(lái)越先進(jìn)，自動(dòng)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(cè)量?jī)x表都有各自的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)因生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件的影響也有各自的缺點(diǎn)。然而作為非接觸式高頻雷達(dá)物位計(jì)能很好適應(yīng)氧化鋁特殊的生產(chǎn)工況，不受各種介質(zhì)、高溫、蒸汽、粉塵、泡沫等影響，以山西兆豐鋁業(yè)有限責(zé)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(chē)間95%的槽罐介質(zhì)測(cè)量都在采用雷達(dá)物位計(jì)。但在測(cè)量的過(guò)程中有時(shí)也會(huì)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(jìn)行探討。
1、雷達(dá)物位計(jì)的測(cè)量原理
能量很低的微波脈沖通過(guò)天線系統(tǒng)發(fā)出，經(jīng)被測(cè)介質(zhì)表面反射后，再被天線接收，經(jīng)歷的時(shí)間通過(guò)電子部件處理得出介質(zhì)與探頭之間的距離，送DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行顯示、報(bào)警。微波從被發(fā)射－反射－接受的時(shí)間與探頭到介質(zhì)表面的距離成正比，關(guān)系為：D=CT/2。公式中：微波的傳輸速度C為常數(shù)，測(cè)出雷達(dá)物位計(jì)記錄微波經(jīng)歷的時(shí)間T，可得出液面到雷達(dá)天線的距離D。空罐槽的高度E減去雷達(dá)天線測(cè)距離D就可以得出實(shí)際液位的高度。如圖1所示：L=E-D。公式中：L表示槽罐實(shí)際液位；E表示槽罐自身高度；D表示雷達(dá)測(cè)量距離。
2、雷達(dá)物位計(jì)的特點(diǎn)
①測(cè)量高度可以靈活更改，適宜多種不同高度槽罐測(cè)量
例如昌暉儀表制造有限公司26G高頻雷達(dá)物位計(jì)（http://www.xzycr.cn/product/268.html）YR-DR90系列測(cè)量范圍在100m-70m內(nèi)可以任意設(shè)置。測(cè)量范圍與雷達(dá)物位計(jì)的選型即天線有關(guān)。
②應(yīng)用場(chǎng)合比較廣，可連續(xù)準(zhǔn)確地測(cè)量
高頻雷達(dá)物位計(jì)作為非接觸式液位測(cè)量?jī)x器，采用一體化設(shè)計(jì)，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(jī)械磨損。天線等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強(qiáng)。雷達(dá)物位計(jì)采用的是發(fā)射、接收電磁波，在氧化鋁生產(chǎn)應(yīng)用中，YR-DR90系列高頻雷達(dá)物位計(jì)發(fā)射出的微波脈沖無(wú)論各種被測(cè)介質(zhì)都能夠反射，并且雷達(dá)物位計(jì)有棒式、多種喇叭式、纜式能夠應(yīng)用在更復(fù)雜的工礦條件，不受高溫、泡沫、粉塵、蒸汽等的影響。故雷達(dá)物位計(jì)在惡劣條件下功效顯著，無(wú)論是有毒介質(zhì)，還是腐蝕性介質(zhì)，也無(wú)論是液體還是漿狀、固體介質(zhì)，它都可以連續(xù)準(zhǔn)確地測(cè)量。
③安裝、維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單
雷達(dá)物位計(jì)質(zhì)量輕，通過(guò)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(hù)人員就可操作、維護(hù)，并且能通過(guò)表頭顯示報(bào)警故障。根據(jù)模塊提示的錯(cuò)誤代碼，維護(hù)人員能及時(shí)分析故障，予以排除，或者為降低成本也可以尋找?guī)讉€(gè)壞的雷達(dá)物位計(jì)，將里面的電子部件重新拼湊組裝。參數(shù)設(shè)定方便，如昌暉YR-DR90系列雷達(dá)物位計(jì)可通過(guò)顯示模塊調(diào)試設(shè)定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有WARE軟件和文件的計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)定。
3、雷達(dá)物位計(jì)的安裝和使用
高頻雷達(dá)物位計(jì)發(fā)射的電磁波由反射體（被測(cè)液面）反射，同時(shí)也會(huì)受到其他反射體的干擾，如容器壁、料面波動(dòng)、攪拌等影響產(chǎn)生虛假回波，造成錯(cuò)誤液位，因此高頻雷達(dá)物位計(jì)的安裝十分重要。
①天線和介質(zhì)表面距離需要保持一定的距離。是為了防止被測(cè)介質(zhì)接觸天線，在天線上會(huì)造成粘附，從而影響測(cè)量。如果在使用過(guò)程是天線上出現(xiàn)粘附，粘附對(duì)微波會(huì)造成強(qiáng)烈的反射，產(chǎn)生虛假回波，顯示滿(mǎn)液位，需要及時(shí)清理，以免長(zhǎng)期出現(xiàn)假液位。
②設(shè)計(jì)安裝在有容器接管的槽罐上時(shí)，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(duì)測(cè)量產(chǎn)生干擾。
③雷達(dá)物位計(jì)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(dá)物位計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量將雷達(dá)物位計(jì)安裝在罐頂半徑的1/2處。如果安裝在罐頂中央會(huì)產(chǎn)生多重虛假回波。
⑤要保證高頻雷達(dá)物位計(jì)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(zhì)將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生虛假回波，出現(xiàn)假液位。
⑥雷達(dá)物位計(jì)的安裝應(yīng)避開(kāi)料流或料流上面。例如我單位原料車(chē)間泵池上的雷達(dá)物位計(jì)，因沒(méi)有無(wú)法避開(kāi)料流，虛假回波很多，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，經(jīng)過(guò)多次變更安裝位置，都無(wú)法規(guī)避虛假回波。最后只能選用安裝靜壓液位計(jì)，通過(guò)壓力測(cè)算距離。
⑦高頻雷達(dá)物位計(jì)要垂直對(duì)準(zhǔn)被測(cè)介質(zhì)表面，物位計(jì)的安裝位置必須選擇一個(gè)沒(méi)有其它裝置阻擋雷達(dá)信號(hào)的地方。如果計(jì)劃安裝物位計(jì)的容器內(nèi)有限位開(kāi)關(guān)、工字鋼支架、梯子、加熱管等物體，它們都會(huì)反射很強(qiáng)的電磁波，產(chǎn)生的虛假回波信號(hào)強(qiáng)度會(huì)超過(guò)真實(shí)回波的信號(hào)強(qiáng)度，出現(xiàn)假液位。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須確認(rèn)在傳感器和被測(cè)介質(zhì)之間沒(méi)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(guò)采取有效措施來(lái)規(guī)避，比如可以在這些遮擋物上安裝斜的折射板，將雷達(dá)信號(hào)折射走，使其反射不到物位計(jì)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(dá)物位計(jì)的電子部件防潮進(jìn)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(dá)物位計(jì)測(cè)量的過(guò)程中，主要的維護(hù)操作是進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ)。首先在空倉(cāng)的時(shí)候進(jìn)行干擾存儲(chǔ)，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(dòng)，會(huì)產(chǎn)生多個(gè)虛假信號(hào)，需要對(duì)每個(gè)虛假回波進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)于攪拌器容器，維護(hù)人員要保證來(lái)自攪拌器各個(gè)方向產(chǎn)生的虛假回波都被存儲(chǔ)。
如果是使用過(guò)程中有錯(cuò)誤液位顯示，可以采用繩子測(cè)量方法確定其真實(shí)液位，然后通過(guò)調(diào)試模塊或者電腦根據(jù)回波曲線圖，單獨(dú)存儲(chǔ)這一段的虛假回波。
為保證高頻雷達(dá)物位計(jì)在氧化鋁生產(chǎn)中測(cè)量各種介質(zhì)液位的準(zhǔn)確性，一定要注意在安裝上和使用中采用最佳存儲(chǔ)虛假回波設(shè)置。高頻雷達(dá)物位計(jì)在液位測(cè)量中使用方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，不受企業(yè)工況環(huán)境影響測(cè)量精度高，隨著性?xún)r(jià)比的提高，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用將更廣泛。
文章作者：山西兆豐鋁業(yè)有限責(zé)任公司 冷雄燕
