第３期 ２０１２年９月 水力采煤与管道运输 ＨＹＤＲＡＵＬＩＣ ＣＯＡＬ ＭＩＮＩＮＧ＆ＰＩＰＥＬＩＮＥ ＴＲＡＮＳＰ０ＲＴＡＴ１０Ｎ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１２ 雷达物位计在大型煤仓煤位测量中的应用 李 浩 （唐山智诚电气有限公司河北唐山０６３０００） 摘要：介绍了球状天线雷达物位计在大型煤仓整体改造中煤位测量的应用。 关键词：调频连续波 非接触式 雷达波物位计 中图分类号：ＴＤ６７９ 文献标识码：Ｂ文章编号：１００６—０８９８（２０１２）０３—００６３—０２ ０ 前言 启达煤矿地Ｅ储煤仓原采用进门的物位开 关进行煤位测量，它利用的是射频导纳原理。每 个储煤仓安装了６个物位开关，４个储煤仓共计 安装了２４个。由于开关本身只能测餐出开关量 信号，不能连续反应出储煤仓的实际煤位，故存 在很大的测量盲区。在实际生产使用过程中，由 于射频导纳物位开关的误报拒报，导致运行人员 很难判断储煤仓的实际煤位，影响正常生产。 更换成ＤｅｌａｔａＧＷＲ调频连续波雷达物位计 后，基本消除了以 问题，实现了储煤仓煤位模 拟量的连续测量显示，减少了检修成本，为企业 带来了明显的经济效益，设备的维护量几乎降为 零。 １ 调频雷达物位计工作原理 随着雷达波技术的 断发展，目前出现了一 种采用调频连续波（ＦＭ ＣＷ）原理进行测量的非 接触式雷达波物位计，它是采用了调频连续波 （ＦＭ ＣＷ）技术的两线制智能 物位变送器，由于 采用Ｋ段高频电磁波，町保证雷达工作在一个很 宽的频率范围，使其抗干扰能力加强，“失波”的 可能性降到了最低，极佳的时问基准稳定性使其 具有更佳的重复性。 早期的调频连续雷达是采用平均频率计数 的方式，对回波中频信号进行处理以获取回波中 的距离信息。该方法结构简单，精度较高，但只 能适用于单目标的场合。２０世纪８０年代以后， 随着计算机技术的飞速发展，调频连续雷达回波 中频的处理普遍采用数字信号处理的方法获取 回波中频的距离谱，根据其最大值点所处距离位 置来测量距离。这种方法主要是进行ＦＦＴ运算， 计算出回波在距离轴｝ 的功率谱曲线，可充分利 用调频连续雷达的高距离分辨率和高测距精度 的特点，适用于更为复杂的目标环境，是近距离 微波测距的重要手段。调频连续波雷达与脉冲 雷达相比，连续波不仅能够消除距离盲区，而且 采用大的带宽能够获得高的距离分辨率和测距 精度，在高精度近距离测量领域得到广泛应用。 调频雷达波物位计工作原理为非接触式雷 达，不受压力，温度，泡沫，粉尘或介电常数的影 Ⅱ向，采用高频Ｋ波段雷达波，无论是选择直接测 量或是ＴＢＦ模式，他们几乎可以测量任何介质， 与常见的脉冲雷达相比ＦＭＣＷ调频连续波处理 的是信号的频率差而非时间差，采用连续的信号 发射与处理方式，而传统的脉冲雷达则采用信号 发射、等待、接收的间歇式工作方式，ＦＭＣＷ雷达 具有超强的信号处理能力，确保在极其恶劣的工 况环境中精确稳定的测量。ＦＭＣＷ雷达采用了 高频电磁波信号（２４～２６ＧＨｚ）进行测量，内部电 路在２ＧＨｚ（２４—２６ＧＨｚ）范围进行扫频（线性递 增），生成频率与距离的关系，在距离为１ ｍ时， 频率差有３００Ｈｚ左右，１ｍｍ时有０．３Ｈｚ；如果以 时间为基准，１ ｍ距离的时间差只有３．３ｎｓ （１０ Ｓ），１ｍｍ时为３．３ｐｓ（１０ ｓ），所以以时间 为基准时需要高精度的时钟；但对于调频连续波 而言，将距离问题转换为频率差，然后通过傅立 叶变换，转换成时间、距离，精度可以大大提高。 同时由于调频连续波可以得到不同距离的反射 频谱，通过空频谱技术，可以轻松消除各种固定 的干扰和一些移动干扰。 该技术是连续波信号，因此发生功率很少， 仅０．７ｗ，不需要专业供电，仅采用两线制即可实 现供电和信号送到ＤＣＳ。送出的雷达波可以达 到１２０ｄＢ强度，具有很强的抗干扰能力和粉尘穿 透能力，适合储煤仓煤位的测量。 ＤｅｌａｔａＧＷＲ调频连续波雷达物位计（如图）， ６３
