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聯系我們 雷達物位計是一種新型智能的物位計，通過天線系統發射和接受能量很低的微波脈沖，準確測定物位。雷達波以光速運行， 運行時間可以通過電子部件被轉換成物位信號， 并通過一種特殊的方法以確保極短時間內穩定和的測量。即使在工況比較復雜的情況下，存在虛假回波， 用的微處理技術和調試軟件也可以準確分析出物位的回波， 因此雷達物位計較適應在氣固流化床中用來測量料位。
以國電寧夏太陽能有限公司２．５ｋｔ／ａ多晶硅裝置為研究背景。在多晶硅生產中，用到氣固流化床反應器的工藝主要有兩種，分別為 ＳｉＨＣｌ３合成反應器和冷氫化反應器。這兩種反應器外觀類似，底部為錐體， 中部及上部為圓柱體， 反應器外部使用夾套 ，夾套內為熱水， 用來調節反應器內溫度，反應器內溫度約為３００～５００℃ ，壓力為 ３～５ＭＰａ 。該類氣固流化床反應器內物料構成主要有硅粉（６０～８０目），Ｈ２，ＨＣｌ，ＳｉＨＣｌ３，ＳｉＣｌ４等，除硅粉為固體小顆粒外， 其他均為氣態。
反應器內形成穩定流化狀態后， 流化床層高度的測量是一個難點 ，高速流動的硅粉非常鋒利，對測量探頭的磨損較嚴重， 而且細微的硅粉彌漫在反應器頂部， 甚至包覆在探頭外部形成硅粉層， 造成普通物位計故障或失效， 而在多晶硅廠氣固流化床反應器上安裝雷達物位計則可有效避免此類問題。
１ 雷達物位計
１． １ 工作原理及適用范圍
雷達物位計是采用發射—反射—接收的工作模式。雷達物位計的天線發射出的電磁波，經被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發射到接收的時間與到固（液）面的距離成正比， 關系式如下：
Ｄ＝ｃｔ／２
式中： Ｄ — — —雷達物位計到液面的距離；
ｃ — — —光速；
ｔ — — —電磁波運行時間。
雷達物位計記錄脈沖波經歷的時間， 而電磁波的傳輸速度為常數， 則可算出液面到雷達天線的距離， 從而知道料位高度。常見的雷達物位計有兩種技術模式， 分別為調頻連續波式和脈沖波式。基于調頻連續波技術的雷達物位計， 須采用四線制， 而且功耗大， 電子電路復雜。而基于雷達脈沖波技術的物位計， 可用二線制的 ２４Ｖ（ＤＣ）供電，功 耗低， 輸 出信號 為 ４～２ ０ｍＡ ， 使用過程更加安全， 且度高， 適用范圍更大。雷達物位計可以測量液體、 固體介質， 如原油、 漿料、 粉體及其他固體顆粒等。
１． ２ 特 點
１ ）可以在真空中測量所有介電常數大于１． ８的介質、 介電常數大于１． ５的非導電介質（空氣的介電常數為１．０） ，也能夠保證足夠的反射波， 介電常數越大， 反射信號越強［ ７ ］ 。在實際應用中， 幾乎所有的介質都能反射足夠的反射波， 而且測量范圍可達３ ５ｍ ， 分辨率可達１ｍｍ 。
２ ）供電和輸出信號通過１根兩芯線纜（ 回路電路） ， 采用 ４～２ ０ｍＡ 輸出或數字信號輸出。
３ ）非接觸式測量， 安裝方便， 采用一體化設計， 無可動部件， 不存在機械磨損， 使用壽命長； 天線等關鍵部件采用高質量的材料， 抗腐蝕能力強，能適應腐蝕性很強的環境。
４ ）幾乎能用于所有液體的液位測量。電磁波在液位表面反射時， 信號會衰減。當信號衰減過小時， 會導致雷達物位計無法測到足夠的電磁波信號。導電介質能很好地反射電磁波， 對 Ｖ Ｅ ＧＡ Ｐ Ｕ Ｌ Ｓ雷達物位計， 甚至微導電的物質也能夠反射足夠的電磁波。
５ ）既不受噪聲、 蒸汽、 粉塵、 真空等工況影響，也不受介質密度和溫度變化的影響， 過程壓力可達４． ０ＭＰ ａ 。
６ ）有頂部安裝、 側面安裝、 旁通管安裝、 導波管安裝等方式。
７ ）可選擇多種調試方式：編程模塊調試（ 相當于一個分析處理儀表） 、Ｓ Ｏ Ｆ Ｔ 軟件調試、 ＨＡＲ Ｔ手持編程器調試。
８ ）功能豐富， 具有虛假波的學習功能。輸入液面的實際液位， 軟件能自動地標識出液面到天線的虛假回波， 排除這些波的干擾 。
２ 安裝
雷達物位計能否正確測量， 依賴于反射波的信號。在氣固流化床反應器中， 如果所選擇安裝的位置不當， 硅粉顆粒床層不能將電磁波反射回雷達天線或在信號波的范圍內有干擾物反射干擾波給雷達物位計， 雷達物位計不能正確反映實際料位。因此， 合理選擇安裝位置對硅粉料位測量十分重要，在安裝時應注意以下幾點：
１ ）雷達物位計天線的軸線應與反應器內硅粉料位的反射表面垂直。
２ ）反應器含有加料口、 排渣口， 如果在雷達物位計的信號范圍內產生干擾的反射波， 就會影響液位測量。在安裝時要選擇合適的安裝位置， 以避免加料口和排渣口的影響。
３ ）喇叭型的雷達物位計的喇叭口要超過安裝孔的內表面一定的距離（ 大于１ ０ｍｍ ） 。棒式物位計的天線要伸出安裝孔， 安裝孔的長度不能超過１ ０ ０ｍｍ 。對于圓型或橢圓型的容器， 應裝在離中心為１／ ２ Ｒ （Ｒ 為容器半徑） 距離的位置， 不可裝在圓型或橢圓型容器頂的中心處， 否則雷達波經容器壁的多重反射后， 匯集于容器頂的中心處， 形成很強的干擾波， 影響準確測量。
４ ）為了檢修方便， 雷達物位計應該安裝在易檢修的位置， 且應該安裝２～３個， 避免雷達物位計故障帶來的影響。
５ ）位于室外的雷達物位計應加裝防曬防雨措施， 以延長使用壽命。
安裝完畢以后， 用裝有 Ｖ Ｅ Ｇ Ａ Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ軟件的 Ｐ Ｃ機觀察反射波曲線圖， 來判斷物位計安裝是否恰當， 如不恰當， 則進一步調整安裝位置， 直到滿意為止。
對于有些安裝位置無法避免的干擾波， 還可利用 Ｖ Ｅ Ｇ Ａ Ｐ Ｕ Ｌ Ｓ雷達物位計識別虛假波， 該物位計能根據實際液位標識出干擾反射波， 并存于雷達物位計的內部數據庫， 使雷達物位計在數據處理時能識別這些干擾波， 去除這些干擾反射波的影響。
因此， 安裝時還應注意以下問題：天線平行于反應器壁， 利于微波的傳播； 安裝位置距槽壁距離應大于３ ０ｃ ｍ ， 以免將槽壁上的虛假信號誤做回波信號； 盡量避開下料區、 排渣區等干擾源， 使波束范圍內無固定物， 提高信號的可信度； 接管直徑應小于或等于屏蔽管長度。
３ 雷達物位計的維護
雷達物位計主要由電子元件和天線構成， 無可動部件， 在使用中的故障極少。但在多晶硅廠中，氣固流化床反應器內固體物料主要為硅粉和具有腐蝕性的 ＨＣ ｌ ， Ｓ ｉ ＨＣ ｌ ３ ， Ｓ ｉ Ｃ ｌ ４ ， 物位計主要會受到硅粉的磨損和 ＨＣ ｌ等介質的腐蝕， 在選型時必須選擇耐磨損和耐腐蝕的材質。
在日常維護中， 可以用 Ｐ Ｃ 機 （ 裝 有 Ｖ Ｅ ＧＡＶ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ 軟件） 遠程觀察反射波曲線圖， 對于后來新產生的干擾波， 可以利用物位計識別虛假波的功能， 消除這些反射波的干擾， 保證準確測量。
在多晶硅廠氣固流化床反應器中， 采用性能良好、 抗干擾能力強的雷達物位計實時測量流化床床層高度， 可在極其苛刻的條件下對流化的物料進行的非接觸式測量， 避免了反應器內各種氣體和粉塵的干擾， 物位計模塊內嵌軟件程序， 可對虛假測量值進行智能分析， 輸出準確結果而且故障率低。國電寧夏太陽能有限公司２． ５ｋ ｔ ／ ａ多晶硅裝置具有大型氣固流化床反應器 ３個， 使用雷達物位計３年來基本未出現故障， 使用效果良好。
