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摘要：应变传感器即是多用途的重量信号转换设备，集显示、变送与控制于一体，具有串行模拟信号输出、模拟信号输出等多种功能，体积小、重量轻性能可靠；雷达料位计采用回波处理及数据处理技术，频率高、穿透性能好。雷达料位计可在恶劣条件下连续使用，使用便捷，数据准确安全节能。二者比较各有优劣。文章主要根据应变式重量传感器与雷达料位计的功能特点展开讨论，分析比较两者的优缺点，并且根据现场实际情况，提出合理使用方案。
关键词：重量传感器；雷达料位计；比较优化
应变式重量传感器主要根据物料重量变化而改变传感器压力示数，而连续显示记录的一种称重仪器，称重灵敏度可根据以下公式进行推倒演算：
A=(传感器在秤满状态时的输出电压-传感器在秤处于空载时的电压)/最大量程×秤台间距(d)
式中A是显示器输入灵敏度，A≥0.5μV/d。通过参数的标定，可以实时显示仓体内物料的重量变化情况。
应变式重量传感器输出端可以连接PLC模拟量模块，设定好参数4-20mA所对应的重量低限和高位值即可，其中V+是TR700自身提供电源，无需对PLC输出点加载任何其他电源。
其中，模拟量输出信号与PLC输出对应一致即可。
与之相比，雷达料位计是发射能量极低的微波脉冲，通过天线系统发射并接收，雷达波以光速运行，运行时间通过电子部件被转化成物料信号，通过特殊时间延伸确保极端时间内稳定与精确地测量。当工况比较复杂时，存在虚假回波，用最新的微处理技术与调试软件可以准确分析物料的回波情况。天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路，微处理器对信号进行处理，识别出微脉冲在信号表面的回波。正确的回波信号由脉冲软件完成，精度可达毫米级。
1.应变式重量传感器使用分析
1.1传感器的参数配置
应变式重量传感器的使用需要调节一些列参数，经过调节之后方能正确使用，若参数配置不正确，则会影响配煤的稳定性与精确度。应变式重量传感器仪表使用存在零点或量程标定不上的情况，主要是由于AD输入范围设定有误或模拟量输出类型选择错误未标定成功，此时需要重新配置参数即可。
1.2应变式重量传感器可能出现的故障与排查
通过表1的分析可以得出：该传感器还是存在诸多问题，通过安装工具现场安装传感器，若在斜梁上面钻孔尺径不合适，或安装的传感器与水平面不垂直，都会造成数据波动或无法标定的情况。此时如果传感器已经镶嵌进斜梁孔洞，无法微调则只能重新安装，该传感器报废。
1.3应变式传感器的优势
采用应变式重量传感器，好处则是方便快捷，安装成功之后不会产生较大偏差，同时标秤简单方便，通常需要两个拉姆齐传感器并联进入PLC的模拟量数据里面，使得数据分析更加精确。
两个传感器的安装需要并联在一起，输入端连接仪表上口，输出端至PLC的接线端子即可，可以实现数据交换与通信。仪表自带诊断功能，动态观察电压毫伏值根据物料变化的数值情况。仪表根据以下步骤进行测试即可：FunC→diAg→AdC.mV
2.雷达料位传感仪
2.1雷达料位仪测量原理
雷达料位计发射极窄的微波脉冲，该脉冲以光速在空间传播，遇到被测介质表面部分能量被返回回来，被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面距离成正比。电磁波传播速度高，发射脉冲与接收脉冲的时间间隔较小(纳秒量级)很难确认。料位计采用特殊解调技术，可以准确识别发射角与时间间隔，从而进一步计算天线到被测介质表面的距离。
2.2雷达料位计测量特点
雷达料位计采用高频发射频率，具有以下优点：
2.2.1高频雷达物料计具有能力高、波束角小(直径96mm的喇叭天线波束角为8°)，天线尺寸小，精度高；
2.2.2雷达波长11mm，散装物料测量时主要依靠雷达漫反射，其漫反射强度与物料大小成正比，与波长成反比，这是散装物料测量的最佳原因之一；
2.2.3高频雷达天线短，方向性好，适用于小罐测量，若有强腐蚀性或挥发性气体，使用超声测量效果差，雷达相对效果更好一些；
2.2.4现场环境恶劣的工况，随着时间推移雷达天线上会有积累物，水汽等，高频雷达天线小，加装线罩可以改善污物、水汽影响；
2.2.5高频雷达方向性好，在很多恶劣工况下，可以通过简单隔离，将雷达安装在容器外进行测量。采用先进的微处理器与独特的EchoDicovery回波处理技术，雷达物料计可以应用于各种复杂工况；
2.2.6采用脉冲工作方式，雷达物料计发射功率低，可安装于各种金属、非金属容器内部，对人体与环境无害。
2.3雷达料位仪的使用与调试
雷达料位计的使用同理，需要经过一系列的标定与量程设置，方能正常使用。以下以26GHz的JDRD860型号雷达料位计为例，进行简单说明
。
如图表3所示，低位调整与高位调整是为下一步量程设定做准备，雷达料位计以防满仓爆棚，会有一个盲区是雷达信号检测不到的位置，此处设置1m，该量程选择1-2m范围内参数即可，为了使雷达料位计的数据波动小，不受污物等不良因素影响，引入了DK值参数。可以根据现场情况选择是否偏小。这之后需要配置虚假回波。
虚假回波是为了处理物料变化是否是变化的、线性的、连续的。如果该参数不满足要求，即现场实际物料变化，仪表示数无变化，则需要对该参数进行更新。
2.4雷达料位计常见问题
在雷达料位仪的使用过程中，可能会出现以下问题：
2.4.1天线发射脉冲发射角较小，有障碍物在微波波束辐射区内，影响测量精度；
2.4.2仪表安装于主料料流上方，而非入料料流，是测量介质表面，在仓体配料、卸料过程里，有异物覆盖雷达料位计探头，使产生测量误差；
2.4.3 4-20mA输出端正负极接线出现问题。
3.应变式重量传感器与雷达料位计的比较分析
3.1二者技术指标分析
3.2应变式传感器与雷达料位计的差异
二者相比较而言，应变式重量传感器安装较为复杂，特别是现场传感器安装打眼、嵌入、调平调正等工序繁琐，要求工人有一定的技术水平，特别是在现场环境教恶劣的情况下，对于这种精细工种来说操作起来更加困难。而雷达料位计安装简单，参数设置也十分容易，仅需几步即可完成安装，但设备精细化程度高，容易受潮腐蚀受热损坏，特别是雷达探头若使用不当极易损坏，而且雷达料位计在天线末端存在一定的盲区，耐振度为机械震动10m/s2（10-150）Hz。屏蔽电缆需接地，在传感器内部必须直连内部接地端子，外壳接地端子必须与大地连接。若存在接地电流，屏蔽电缆远离仪表一侧屏蔽端必须通过陶瓷电容(如1nF 1500V)接地，抵制低频接地电流，同时防止高频干扰。供电电缆采用专用地线电缆线，电源供电和输出电流信号公用一根两芯线缆。防爆仪表电流输出必须浮空输出，标准型采用接地形式输出。
4.结论
综上所述，雷达料位计与应变式重量传感器各有优劣，应视具体情况而定。大型筒仓或规则形状的仓体(如球型仓、椭圆形仓、矩形仓等)适合用雷达料位计，有利于信号漫反射，仪表被安装于拱形或圆形罐顶，会造成多次反射回波，安装时应尽量避免。接管末端需磨平、磨圆且进行虚假回波学习。若存在物料有粘附性，则不适合导波管安装。导波管要求直径最小50mm，通空气孔直径(5-10)mm。应变式重量传感器适合不规则形状仓体，仅根据仓体内物料实际重量压力变化而显示不同的信号数值。对于流动性物料(如煤炭、粮食、铁矿等)更适合后者。二者各有优缺点，需要根据现场实际情况斟酌而定。
参考文献：
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论文作者:王伯君
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
标签：传感器论文; 应变论文; 物料论文; 料位计论文; 回波论文; 重量论文; 脉冲论文; 《电力设备》2017年第2期论文;