CN213336353U - 一种双雷达物位计冗余测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双雷达物位计冗余测量装置，涉及自动化仪表物位测量控制领域。该装置包括雷达物位计A、雷达物位计B，所述雷达物位计A、雷达物位计B均设置于干式煤气柜外罩内壁，雷达物位计A的雷达物位计A发射天线及雷达物位计B的雷达物位计B发射天线均方向向下。本实用新型采用双雷达物位计用于测量干式煤气柜柜位，解决了两台或者两台以上雷达物位计对同一测量对象同时工作时雷达波的相互交叉干扰问题，使测量准确性和安全性提高。

Description

一种双雷达物位计冗余测量装置

技术领域

本实用新型涉及自动化仪表物位测量控制领域，特别涉及一种用于干式煤气柜柜位测量的双雷达物位计冗余测量装置。

背景技术

物位测量技术经历了结构从机械式仪表向电子式仪表发展，在工作方式上由接触式向非接触式发展,非接触测距产品的推出及应用的发展都非常快。

目前，国内外钢铁行业中煤气柜柜位大多都采用光纤柜位计和差压变送器静压法实现对柜位高度进行连续测量和联锁保护。光纤柜位计的工作原理为：它将钢丝绳的一端连接到气柜的活塞上面，当被测气柜柜位变化时，测量钢丝绳随柜顶运动，并带动光纤传感器内大绳轮转动，光纤传感器将柜位变化值转变为光脉冲信号，经光缆传输到光电转换器，转换成电信号后送给二次仪表，处理计算后在二次仪表上显示，同时可将数据传送给后级计算机，实现自动、连续地跟踪气柜的柜位变化，整个光纤柜位计由滑轮组、光纤传感器、传输光缆、仪表单元组成，滑轮组包括钢丝绳、导向轮、绳轮、磁力祸合器，重锤等，均安装在现场，完成柜位的检测任务，光纤传感器是将检测到的柜位信号转换为光信号，它也安装在现场，传输光缆是将柜位光信号传输至控制室的仪表单元。仪表单元是包括光电转换器、二次仪表等。均安装在控制室内，完成信号的转换、计算等任务。由于光纤柜位计在连续运行一段时间后，其机械转动部件磨损，性能劣化严重，测量误差大，故障率高，冬季运行机械部件易结冰卡滞，钢丝绳容易断裂，每年需要定期更换2次钢丝绳，并且没有更换光纤柜位计钢丝绳的检修作业标准及安全防护措施，容易造成人员高空坠落，作业非常危险，日常维护也需要投入大量人力物力，而且更换钢丝绳时需要停止外送煤气，影响工序正常生产，引起煤气柜煤气无法正常回收及造成柜内煤气放散等一系列问题。针对以上光纤柜位计存在的问题，本实用新型设计发明了一种干式煤气柜柜位双雷达冗余测量装置，采用双雷达物位计测量技术替代了光纤柜位计测量，为了使雷达物位计能够在干式煤气柜上得到应用，经过仔细的分析和研究，采取了一系列的解决措施，消除和屏蔽了两台雷达波同时工作时互相交叉杂波干扰问题，从而使新型测量技术的雷达物位计得到了很好的应用，同时具有很广泛的推广应用价值。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是上述现有技术存在的技术问题，提供一种用于干式煤气柜柜位测量的双雷达冗余测量装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种双雷达冗余测量装置，包括雷达物位计A、雷达物位计B，所述雷达物位计A、雷达物位计B均设置于干式煤气柜外罩内壁，雷达物位计A的雷达物位计A发射天线及雷达物位计B的雷达物位计B发射天线均方向向下。

进一步的，所述雷达物位计A发射天线垂直于地平线。

进一步的，所述雷达物位计B发射天线垂直于地平线。

进一步的，所述雷达物位计A正下方设置有金属反射板A，金属反射板A安装在金属反射板支架A上，金属反射板支架A下端固定于干式煤气柜活塞圆弧顶外壁。

进一步的，所述雷达物位计B正下方设置有金属反射板B，金属反射板B安装在金属反射板支架B上，金属反射板支架B下端固定于干式煤气柜活塞圆弧顶外壁。

进一步的，所述金属反射板A、金属反射板B两者的材质均包括但不限于为钢板、铜板、铝板。

与现有技术相比，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益技术效果是：采用双雷达物位计用于测量干式煤气柜柜位，解决了两台或者两台以上雷达物位计对同一测量对象同时工作时雷达波的相互交叉干扰问题，使测量准确性和安全性提高。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的双雷达冗余测量装置示意图；

附图标记：1-雷达物位计A，2-雷达物位计B，3-雷达物位计A夹角30°波束角，4-雷达物位计A夹角5°波束角，5-金属反射板A，6-金属反射板支架A，7-干式煤气柜活塞圆弧顶；8-干式煤气柜外罩；9-雷达波交叉干扰区域；10-雷达物位计A发射天线；11-雷达物位计B发射天线；12-金属反射板B；13-金属反射板支架B；14-雷达物位计B夹角30°波束角；15-雷达物位计B夹角5°波束角。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过优选的实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1

请参阅附图1所示，本实用新型提供了一种双雷达冗余测量装置，用于干式煤气柜柜位测量，该装置包括雷达物位计A1、雷达物位计B2，所述雷达物位计A1、雷达物位计B2均设置于干式煤气柜外罩内壁，雷达物位计A1的雷达物位计A发射天线10及雷达物位计B2的雷达物位计B发射天线11均方向向下；所述雷达物位计A1正下方设置有金属反射板A5，金属反射板A5安装在金属反射板支架A6上，金属反射板支架A6下端固定于干式煤气柜活塞圆弧顶7外壁；所述雷达物位计B2正下方设置有金属反射板B12，金属反射板B12安装在金属反射板支架B13上，金属反射板支架B13下端固定于干式煤气柜活塞圆弧顶外壁。

优选的，本实施例中所述雷达物位计A发射天线10、雷达物位计B发射天线11均垂直于地平线。

在本实施例中，所述雷达物位计A1、雷达物位计B2均采用PULS68型德国VEGA雷达物位计，测量精度为±0.015m，测量范围为50m；干式煤气柜柜高为50m，在横向直径为50m的干式煤气柜外罩8顶沿着中心水平线12.5m和37.5位置开孔，孔径为200mm，分别安装雷达物位计A1和雷达物位计B2；金属反射板支架A6、金属反射板支架B13活动安装在干式煤气柜活塞圆弧顶7上，可以随着干式煤气柜活塞圆弧顶7上下移动；所述金属反射板A5和金属反射板B12的材质均包括但不限于为钢板、铜板、铝板，尺寸长度为4m、宽度为4m、厚度为0.003m；调整金属反射板支架A6和金属反射板支架B13，使金属反射板A5、金属反射板B12的中心分别垂直于雷达物位计A1水平中心线和雷达物位计B2水平中心线，使雷达物位计A夹角5°波束角4发出的雷达波完全覆盖金属反射板A5，雷达物位计B夹角5°波束角15发出的雷达波完全覆盖金属反射板B12。

在安装调整过程中使雷达物位计A夹角30°波束角3和雷达物位计B夹角30°波束角14产生的雷达波交叉干扰区域尽可能减少或消除。

安装的两台VEGA雷达物位计测量信号在计算机下位机逻辑中进行高选逻辑判断，当任何一台雷达物位计测量信号达到48m条件时直接联锁三通阀煤气放散和风机跳机，双冗余测量有效的防止了联锁保护的拒动作和误动作。

由于干式煤气柜活塞圆弧顶7会造成雷达物位计的雷达波散射及两台雷达物位计对同一测量对象同时工作时雷达波的相互交叉干扰等原因造成测量失准，且缺乏对两台雷达物位计同时测量同一物位时交叉干扰波的消除手段，造成了测量信号经常出现在一定范围内的波动，致使双雷达物位计在煤气柜位测量上一直不理想，严重的影响了煤气柜位的测量准确性。

通过对雷达波波束角为5°时接收波信号强度最强计算，利用直角三角形角度正切公式得出当波束角为5°，柜高为50m，雷达波覆盖面积约为4m×4m,因此，在煤气柜横向直径为50m范围内，分别在上方两台雷达物位计水平中心线处制作两块4m×4m金属反射板，安装在煤气柜圆弧顶上，使其垂直于雷达物位计探头发射的雷达波中心线，从而使回波强度达到最大峰值，避免了由于煤气柜活塞顶圆弧形受波面造成的雷达波向四周散射等现象，保证了测量的准确性。

对两台雷达物位计相互干扰来源进行分析，查找干扰因素，最终采用PACTWARE4.1人机界面软件采用五点法进行杂波滤除，即分别为0米(空仓)、12.5米、25米、37.5米、50米处进行干扰波及杂波滤除。在两台雷达物位计同时投入运行半小时后，分别将两台雷达物位计的回波强度调整至最大峰值(≥65dbz)，对两台运行的雷达物位计分别采用RS232通讯方式连接适配器，然后对雷达物位计进行五点法杂波滤除，消除两台测量同一物位的雷达物位计雷达波散射和相互干扰问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，用以解释本实用新型的技术方案，本领域技术人员还可以在本实用新型的精神和原则之内作常规修改、等同替换和改进等。

Claims (6)

1.一种双雷达冗余测量装置，其特征在于，包括雷达物位计A(1)、雷达物位计B(2)，所述雷达物位计A(1)、雷达物位计B(2)均设置于干式煤气柜外罩(8)内壁，雷达物位计A(1)的雷达物位计A发射天线(10)及雷达物位计B(2)的雷达物位计B发射天线(11)均方向向下。

2.根据权利要求1所述的双雷达冗余测量装置，其特征在于：所述雷达物位计A(1)发射天线垂直于地平线。

3.根据权利要求1所述的双雷达冗余测量装置，其特征在于：所述雷达物位计B(2)发射天线垂直于地平线。

4.根据权利要求1所述的双雷达冗余测量装置，其特征在于：所述雷达物位计A(1)正下方设置有金属反射板A(5)，金属反射板A(5)安装在金属反射板支架A(6)上，金属反射板支架A(6)下端固定于干式煤气柜活塞圆弧顶(7)外壁。

5.根据权利要求4所述的双雷达冗余测量装置，其特征在于：所述雷达物位计B(2)正下方设置有金属反射板B(12)，金属反射板B(12)安装在金属反射板支架B(13)上，金属反射板支架B(13)下端固定于干式煤气柜活塞圆弧顶(7)外壁。

6.根据权利要求5所述的双雷达冗余测量装置，其特征在于：所述金属反射板A(5)、金属反射板B(12)两者的材质均包括但不限于为钢板、铜板、铝板。

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