HAWK高能声波物位计在粉尘环境中的应用

　　0 前 言

　　随着社会的发展，可利用能源逐步减少，因此能源的使用更需节约、合理、科学。尤其在水泥等资源密集型和高能耗行业中必须通过科学的手段，提高自动化程度才能更好的实现节能降耗。

　　而物位作为生产过程的主要测量参数之一，与其他行业不同，在水泥工业中主要是固体物位测量，液位测量则相对较少。固体物料种类繁多，有块料、颗粒状、粉料，这些物料的介电常数、密度、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段，如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式等测量方法，由于测量时仪表和物料是接触的，在使用过程中往往会出现各种问题，如电容的挂料，重锤的断锤、埋锤，音叉的堵料等，日常维护量很大。到20世纪90 年代，水泥工业开始采用非接触的物位测量，较早成熟的非接触的测量技术有超声波技术、雷达、核辐射技术(γ射线);核射技术因存在放射源，在应用上受到限制。随着超声波技术近几年的飞速发展，已成为目前应用最广泛的非接触式测量方法。

　　1 工作原理

　　HAWK高能声波物位计基于回波测距原理。采用气介导声的方式，即利用在空气中传播的声波脉冲在被测物体上被反射，并接收其回波，声波脉冲来回传播的时间与声脉冲传播距离成正比，测出声脉冲行程时间，就可据之算出物位。

　　2 测量环境

　　在水泥厂的料位测量中，由于粉尘的大量存在，声波能量被其吸收而使回波能量衰减。声波在粗糙的固态表面(包括颗粒状物料表面)上的反射状况与声波波长表面粗糙度(颗粒状物料的粒径)有关。当表面粗糙度与声波波长接近或大于波长时，声波会产生漫反射，类似光波在毛玻璃上的反射。由于漫反射的作用，声波的大部份能量都散射了，返回的只是一小部份能量，因此会导致失波的现象。这些现象就要求现场的仪表需要其具有抗干扰能力强、自清洁功能、智能化且性能稳定。

　　3 解决方法

　　(1)HAWK高能声波物位计采用了一种声阻匹配的技术来作为测量固体料位的主要技术。

　　用低密度的介质紧贴在声波发射表面，以降低声波探头声阻，使发生的声波能量衰减达到最小。这也是目前所有的固体测量技术中成本低、可靠性高、应用广泛的一种技术。用声阻匹配技术的声波探头比普通的声波探头的性能要提高5 ～6 倍。同时高能声波物位计配合隔音法兰和聚能锥筒使用，能将声波在发射时被最大程度的集中，提高了声波的能量，增强了声波的束缚性、指向性。进一步提高了物位计的抗干扰能力。