创新，以光速测量料位

由于自动化程度的提高，越来越多的智能传感器被用于制粉行业的创新应用。用于过程控制的重要的一类传感器是用于料仓和筒仓的高低料位检测、堆积防护、流量监测、范围测量和位置跟踪。在制粉工业中，最常安装的传感器方案是旋转式料位计、电容式探头和振动杆。旋转式料位传感器已被证明可用于颗粒状散装物料的料仓和筒仓的料位指示。一个桨叶由电机连续旋转。当与物料接触时，物料阻力大于桨叶的旋转的力量时，桨叶将停止旋转。位置开关检测到旋转的停止，产生信号给控制系统。自动防故障的旋转式料位传感器是粮食行业中众所周知的用于重要工艺的启动或停止。几十年来，电容式料位测量是一个成熟的方法。散装物料在传感器处引起电容的变化，并将其转化为开关信号。当物料特性变化，重复性标定探头是必需的；而且对于低容重物料，检测变得不可靠；电容式探头对灰尘沉积也很敏感。振动杆由压电陶瓷元件产生频率共振，物料覆盖了传感器，振幅被阻后产生信号。以上这些传感器可用在不同的安装位置，并且不受物料特性的影响。传感器的技术在不断发展。在粉尘含量高的环境中，料位测量的趋势是朝着非接触式传感器，特别是雷达测距方向发展。雷达是 "无线电探测和测距 "的缩写，意思是 "基于无线电的位置和距离测量"。这项技术是基于电磁波的。雷达装置发射出集中的电磁波，被物体反射成回波，然后由装置根据各种标准进行评估。电子装置产生一个电磁脉冲，当击中物料表面时，一些能量会被反射。这种所谓的回声信号被传感器识别出来，并通过传输时间的测量转换为一个位置的指示。转换时间是发射脉冲和接收到的回波信号之间的时间差。由于电磁波在空气载波介质中的传播速度可以等同于光速，这个简单的关系可以被用来计算到介质表面的距离。使用雷达技术可以在粉尘环境中准确测量料位。

采用雷达的传感器技术能够提供精确物体探测、测距和位置跟踪应用所需的高度精确的距离数据。在高更新频率下可以实现毫米级的分辨率。然而，在将雷达技术集成到智能产品设计中时，产品开发人员通常被迫在低功耗和高精度之间做出选择。对精度的要求会随着功率的限制而增加，因为这种技术在减少的功率预算情况下是有优势的。SWISCA为制粉应用开发了一种创新的距离测量解决方案，它结合了先进的相干雷达方法的精度和脉冲雷达系统的低功率要求。脉冲雷达在脉冲间歇关闭发送器以降低功耗。传统相干雷达系统发送连串的脉冲，并利用返回信号的精确相位测量。这需要高功耗和相关的较高功率耗散和较大的电子元件。采用皮秒级的时间分辨率，SWISCA传感器能够在100毫米至两米的范围内以毫米级的精度测量距离，同时将其用于低功率装置上。使用雷达物位测量设备总是存在着频率范围的问题。非接触式雷达传感器的工作频率高达130GHz，而引导式微波技术使用的频率相对较低，只有1GHz。一般来说，低频率明显不容易受到与工艺有关的干扰，如堆积和灰尘。在开发SWISCA的雷达传感器时，产品开发人员注重在粉尘环境中的耐用性和可靠性，采用了60Hz的频率范围。

在制粉工业中，利用智能传感器进行工艺优化的趋势不仅是新的应用，而且还支持面粉厂卓越运营。专门开发的用于制粉行业物位测量的传感器，电磁脉冲与返回信号的精确相位测量，为卓越运营开辟了新机会。这种新一代的雷达传感器可靠、耐用、对粉尘不敏感，不需要重新标定，实现了更高的精度，在满足制粉行业整体物位测量的高要求方面迈出了一大步。+D37