料位计高料位报警(沥青搅拌站热料仓料位计的种类及工作原理)

文章来源：微信公众号"沥青路面”

沥青混合料搅拌站热料仓的料位监控是沥青混合料生产过程的重要环节，为真实反映骨料在热料仓中储料的空间高度，防止缺料或溢料，最大限度地提高拌和站的生产效率，提高热料仓工作的可靠性、稳定性和精确度，需在热料仓的适当位置安装料位计。

目前沥青搅拌站热料仓料位计主要分为2大类：一类是进行监控的开关式料位计，即当料位达到预定的上、下限料位时，发出报警信号；另一类是对料位进行精确测量的连续式料位计。本文分别叙述这2类料位计的工作原理，并针对搅拌站热料仓的实际工况，推荐适宜的料位计。

开关式料位计

开关式料位计主要包括电容式料位计、阻旋式和阻移式料位计，以及音叉式料位计。

电容式料位计

电容式料位计是具有开关量输出的位置传感器，其测量头通常构成电容器的1个极板，而另1个极板是待测物料。当沥青搅拌站热料仓物料移向料位传感器时，物料与料位传感器的介电常数发生变化，由此便可控制开关的接通和断开。电容式料位计直接将料位的变化量转换成电容的变化量，再转换成统一的标准电信号，传输给显示仪表进行指示、记录、报警或控制。

电容式料位计成本较低、安装简单，可在高温、强茹附、强腐蚀、粉尘大的恶劣环境下进行测量，目前沥青搅拌站热料仓使用较多的就是电容式料位计。但是电容式料位计存在测量范围较小、测量重复精度较低(需定期维修和重新标定)、工作寿命较短的缺点，因此需要新型料位计代替电容式料位计。

阻旋式和阻移式料位计

阻旋式和阻移式料位计由微型交流电动机驱动，经减速后带动叶片旋转或摆动。当热料仓中被检测物料上升至叶片位置时，叶片转动(或摆动)受阻，检测机构主轴产生旋转位移。此位移首先使1个微动开关动作，并输出1个开关信号。随后另1个微动开关动作，切断电动机电源使其停止转动(或摆动)。只要仓内的料位不变，此种状态便将一直保持下去。

当热料仓物料下降时，叶片阻力消失，检测机构主轴便依靠弹簧的拉力恢复到原始状态，控制电动机电源的微动开关动作，使电动机通电旋转、叶片转动(或摆动)。随后另1个微动开关动作并输出开关信号，只要没有物料阻挡检测叶片的转动(或摆动)，此种状态也将一直保持下去。针对不同比重的物料可调整叶片弹簧的拉力，物料比重大时将叶片弹簧的拉力调整至最强，反之则调整至最弱。

阻旋式和阻移式料位计具有技术先进、结构合理、性能可靠、安装简便、性价比高等优点，混凝土搅拌站粉料仓的监控多选用此类型的料位计。其缺点是安装在沥青混合料搅拌站热料仓时，容易因受到物料冲击而损坏。

音叉式料位计

音叉式料位开关利用热料仓物料对音叉振动的阻尼作用及压电效应原理进行检测，探测料位的传感部分由音叉构成，其自身具有固定的振动频率和振幅。当音叉受到物料阻尼作用时，音叉停止振动，由控制电路驱动继电器发出开关信号。

音叉式料位计适用于较轻的、干燥的、小粒度的物料，可适应较恶劣工况且工作可靠，是料位开关中应用最广的产品。其缺点是遇到热料仓骨料粒径大、冲击力大等情况时，容易造成损坏，导致测量精度失准。

连续式料位计

连续式料位计有超声波式料位计、激光料位计、放射性料位计、重锤探测式料位计、雷达波料位计、雷达导波料位计等几种。其中超声波料位计、激光料位计、放射性料位计均不适于粉尘较多的沥青搅拌站热料仓料位的测量，本文主要分析重锤式料位计、雷达波料位计和雷达导波料位计。

重锤探测式料位计

重锤探测式料位计主要由重锤(传感器)和仪表组成，通过重锤测量热料仓上部物料空间高度，间接计算出热料仓内的物料高度。重锤探测的各种信号由霍尔元件获取，无机械触点、运行可靠。重锤由电动机驱动，通过不锈钢带或钢丝绳牵引吊在热料仓仓顶，仪表控制重锤自动、定时对料位进行探测。每次测量时重锤从仓顶起始位置下降，碰到料面立即返回到仓顶等待下一次测量。仪表通过对重锤下降过程传感器信号的处理，可得到热料仓仓顶到料面的距离h1，热料仓高度H是由用户预置的，用热料仓高度H减去热料仓仓顶到料面的距离h1，便可得出料位高度并在仪表上显示出来。

重锤探测式料位计检测成本较低，安装简单。但重锤探测式料位计测量精度较差，存在人为误差，且故障多、维修量较大、不耐冲击。对于连续式沥青混合料搅拌站，在骨料落入热料仓过程中容易冲击重锤，重锤钢丝绳容易被拉断，由此可影响正常生产，因此重锤探测式料位计仅适用于间歇式沥青混合料搅拌站。

雷达波料位计

雷达波料位计是一种基于时间行程原理的 “俯视式”测量装置，用于测量参照点与热料仓物料表面之间的距离。其用于测距的雷达通常分为2类，即脉冲雷达和调频连续波雷达。 脉冲雷达料位计安装在热料仓顶部，其探头发射微波脉冲信号，该脉冲信号接触热料仓物料表面后产生反射，反射的回波信号被雷达接收，并将其传输给电子部件。由微处理器对脉冲信号进行分析处理，识别微波脉冲在物料表面所产生的回波信号。

调频连续波雷达料位计同样安装在热料仓顶部，其探头同时进行调频连续波的发射和接收，发射的调频连续波与热料仓物料表面反射的回波之间产生相位差，经傅立叶变换后得到频谱。这个频谱与测量距离成线性关系，因而可通过对锯齿波的相位检测得到高精度料位信号。 雷达波料位计利用穿透能力极强的微波穿透粉尘，不受蒸汽、高压、高温的影响，与被测物料没有直接接触，无须定期维修和重新标定，是热料仓料位检测的发展趋势。雷达波料位计安装简单，使用寿命长，基本免维护。但是对于沥青混合料搅拌站开口式热料仓，因雷达波i的微波脉冲有一定辐射角，波束容易与热料仓加料料流相交，因此不适用于开口式热料仓料位的测量，需要对现有开口式热料仓进行改进。

雷达导波料位计

雷达导波料位计是以时域反射原理(TDR)为基础设计的雷达料位计，其雷达发出的高频微波脉冲以光速沿钢管或钢缆传播，当遇到热料仓被测物料表面时，雷达料位计的部分脉冲被反射形成回波，并沿相同路经返回到脉冲发射装置。脉冲发射装置与被测物料表面的距离，同脉冲在此区间传播的时间成正比，经计算可得出料位高度。

雷达导波料位计与雷达波料位计的料位测量和计算方法相同。其不同之处在于，雷达导波料位计的高频微波沿着钢管或钢缆传播，其信号可消除外界干扰。但是雷达导波料位计的探棒容易受到热料仓物料流动的冲击，影响测量精度，因此较少应用于热料仓的料位测量。