第一篇：雷達(dá)料位計(jì)在水泥廠的選型和應(yīng)用

雷達(dá)料位計(jì)在水泥廠的應(yīng)用和選型

張衛(wèi)民

（天津水泥設(shè)計(jì)研究院，天津 300400）概述

物位是水泥工業(yè)生產(chǎn)過程的主要測量參數(shù)之一，和其他行業(yè)不同，在水泥工業(yè)中主要是固體物料的物位測量，液位測量則很少。固體物料種類繁多，有塊料、顆粒狀、粉料，這些物料的介電常數(shù)、容重、溫度、水分含量也各不相同。接觸式測量是過去測量物位的主要手段，如電容式、重錘式、音叉式、阻旋式等測量方法，由于測量時(shí)儀表和物料是接觸的，在使用過程中往往會出現(xiàn)各種問題，如電容的掛料；重錘的斷錘、埋錘；音叉的堵料等，且日常的維護(hù)量很大。到20世紀(jì)90年代，水泥工業(yè)開始采用非接觸的物位測量，較早成熟的非接觸的測量技術(shù)有超聲波技術(shù)和核輻射技術(shù)（γ射線），核輻射技術(shù)因有放射源，在應(yīng)用上受到限制。

超聲波技術(shù)近幾年來發(fā)展很快，是目前應(yīng)用最廣泛的非接觸式測量方法，特別在液位測量。在水泥廠超聲波物位測量已較普遍應(yīng)用在原料調(diào)配庫、原煤庫、熟料庫等，但超聲波必須借助于媒質(zhì)傳播，如在水泥廠的儲庫物位測量通常以空氣作為傳播介質(zhì)，而空氣的溫度、濕度、組分等的變化會影響超聲波傳播速度，空氣中的粉塵也將衰減超聲波的傳播信號；當(dāng)前超聲波物位測量僅用于測量塊料或顆粒狀的物料，對粉倉料位的測量，由于粉倉料位表面在下料時(shí)非常疏松，對超聲波信號有較強(qiáng)的衰減，故至今還沒有測粉倉料位成功的先例。

90年代末期，在過程檢測領(lǐng)域出現(xiàn)了高性能、低價(jià)格的微波物位計(jì)即雷達(dá)料位計(jì)，所謂微波是電磁波，其頻率范圍為300MHz～300GHz,微波的傳播速度為3×108m/s,如設(shè)頻率為5.8GHz,在大氣中波長約為52mm，其穿透力強(qiáng)，傳播速度不受粉塵、蒸汽及介質(zhì)組分的影響，傳播衰減也很?。粚Ρ粶y固體物料除要求其介電常數(shù)ε>1.8外，物料的溫度、壓力、密度等幾乎不影響對其準(zhǔn)確的測量；現(xiàn)有雷達(dá)料位計(jì)在天線設(shè)計(jì)和形狀確保了接受回波的能量；另外現(xiàn)場調(diào)試也十分簡單，通過專用的軟件，能把正確的回波迅速找到，并立即換算為物位值。由于比超聲料位計(jì)有其更卓越的性能，近幾年來，雷達(dá)料位計(jì)迅速、大量進(jìn)入了過程檢測儀表的市場，在各行業(yè)普遍使用。在水泥行業(yè)也幾乎由雷達(dá)料位計(jì)統(tǒng)占物位測量的領(lǐng)域，據(jù)統(tǒng)計(jì)近幾年來新設(shè)計(jì)的大型水泥廠和粉磨站的各類庫和倉近90％采用了各種類型的雷達(dá)料位計(jì)，天威公司的PLUS54現(xiàn)場總線型PA雷達(dá)料位計(jì)，還成功用在云南紅塔滇西水泥公司的3條水泥生產(chǎn)線的8個水泥庫中，和其他儀表組成了新型的FCS系統(tǒng)。雷達(dá)料位測量原理和主要技術(shù)因素

雷達(dá)料位計(jì)是利用回波測距原理。發(fā)射天線向被測目標(biāo)發(fā)射微波，被測目標(biāo)的微波被接收天線接收，信號處理器將發(fā)射信號與接收信號比較，計(jì)算出被測距離，并可算出相應(yīng)的物位值。

微波脈沖來回傳播時(shí)間t由下式?jīng)Q定：

t=(1)

式中：a—天線到被測目標(biāo)的距離；

c—微波傳播的速度（光速）。

由于微波在傳播途徑上有衰減和干擾反射，故測量的關(guān)鍵是要能接收到反射

回波，并識別出有效回波。接收的回波能量Pk可用簡化的雷達(dá)方程表示如下：Pk=PτxCxGiGtGr/r4(2)

式中：Pτ—天線輻射功率；

C—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)決定；

Gi—由目標(biāo)表面介電特性及面積決定的反射增益；

Gt，Gr—天線發(fā)射和接收效率；

r—天線與目標(biāo)間的距離。

從式（2）知：接收的回波能量大小與天線的發(fā)射和接收效率以及天線輻射功率有關(guān)，故雷達(dá)料位計(jì)的天線設(shè)計(jì)和形狀很關(guān)鍵，現(xiàn)有的天線除號角天線（喇叭口）和棒狀天線外，還有平面天線和拋物面天線，為用于介電常數(shù)較小的物料，將纜繩作為天線或安裝導(dǎo)波管，纜繩和導(dǎo)波管一直延伸到庫或倉底，由此來傳遞發(fā)送和接收的電磁波，增強(qiáng)了回波的信號。

從式（2）還知：接收的回波能量大小與物料表面的介電特性有關(guān)，介電常數(shù)ε高，反射率高，得到的回波強(qiáng)度也高；介電常數(shù)ε低，物料會吸收部分微波的能量，回波強(qiáng)度也較低。通常要求被測物料的介電常數(shù)ε：液體為ε>1.8,固體ε>2.5，水泥廠固體ε>2.5，水泥的介電常數(shù)ε為3。

在水泥工廠，各種固體物料儲存在庫或倉里，都存在物料的安息角，回波反射也會象超聲波一樣存在漫反射，產(chǎn)生干擾回波和假回波，通過軟件可排除干擾回波和假回波，但有效回波強(qiáng)度會減少很多，故設(shè)計(jì)選型時(shí)，要考慮衰減，選量程要留有一定的余量。雷達(dá)料位計(jì)的選型

3.1 脈沖型雷達(dá)

用于測物位的雷達(dá)料位計(jì)通常分為兩類：脈沖型雷達(dá)(Pulse)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)（FMCW）。在過程監(jiān)測場合主要選用脈沖型雷達(dá)，由于其頻率較低（6.3GHz），并且在天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了冷凝、積料等影響，還能利用超聲波料位計(jì)中的回波信號處理，在有攪拌器等復(fù)雜工況中也能識別有效回波，價(jià)格相對也較便宜，故在水泥行業(yè)中主要采用了以VEGA公司為代表的VEGAPULS型脈沖型雷達(dá)。

3.2 顆粒狀物料的選型

在水泥廠原料大多是顆粒狀物料，個別是塊料，如石灰石、原煤、頁巖等，其半成品熟料也是顆粒狀物料，儲存在庫或倉里，都存在物料的安息角，但也有反射介面。根據(jù)入料和卸料所形成的物料安息角和表面情況，在確定有效量程后，建議采用非接觸型的雷達(dá)料位計(jì)，即帶有棒形或號角形天線的料位計(jì)。如用接觸型的雷達(dá)料位計(jì)，會產(chǎn)生對纜繩較大的下拉力，造成事故。根據(jù)水泥廠信息反饋，號角形天線的料位計(jì)回波更強(qiáng)，精確度更高（±0.2％～±1％F.S）,常用型號為PULS54。

3.3 粉狀物料的選型

在水泥廠和粉磨站水泥庫一般有4～8個，在水泥廠還有生料均化庫和粉煤灰?guī)?，這些物料全是粉料，非常難測其料位。在庫里的粉料表面極為疏松，微波反射相當(dāng)困難，為此建議采用接觸型雷達(dá)料位計(jì),也可選用大法蘭的帶有號角天線的非接觸型雷達(dá)料位計(jì)，較典型的產(chǎn)品有VEGA－FLEX52K和E＋H的FMP40纜式雷達(dá)料位計(jì)，它實(shí)際上是把纜繩既當(dāng)天線又作導(dǎo)波管，合二為一，微波脈沖從探頭發(fā)出后沿纜繩傳播，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)會被反射回來，其量程可達(dá)35m，被測物料的介電常數(shù)ε最低為1.6,另外纜繩的耐磨和忍受的最大下拉力，能滿

足水泥廠各類粉料庫的檢測要求。目前已有許多水泥廠用纜式雷達(dá)料位計(jì)測量均化庫、水泥庫和粉煤灰?guī)斓牧衔唬〉幂^好的效果，如海螺荻港、浙江三獅、陜西耀縣、甘肅祁連山等水泥廠。

3.4 二線制

目前使用的雷達(dá)料位計(jì)大多是一體化的產(chǎn)品，由二線制供電，可直接控制系統(tǒng)的模塊，輸出4～20mA的模擬信號，可節(jié)省大量電纜；同時(shí)還提供HART數(shù)字信號和各種協(xié)議的現(xiàn)場總線數(shù)字通信功能，和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接非常方便，既可在現(xiàn)場調(diào)試，也可用PC機(jī)在控制室調(diào)試，如組成FCS系統(tǒng)還可在操作員站調(diào)試。結(jié)論

水泥廠的物位測量是水泥生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)一個重要組成部分，雷達(dá)料位計(jì)的應(yīng)用解除了人們對水泥廠的物位測量的疑慮，現(xiàn)有雷達(dá)料位計(jì)在品種、精確度、標(biāo)準(zhǔn)材料、耐壓、耐高溫、防爆等方面都能滿足水泥廠檢測和控制的要求。

第二篇：雷達(dá)料位計(jì)的原理及應(yīng)用

雷達(dá)料位計(jì)的原理及應(yīng)用

一、概述

料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要參數(shù)。料位測量的方法很多，針對不同的工況和介質(zhì)可以使用不同測量原理的料位計(jì)，吹氣法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾種常用的料位測量儀表，都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。雷達(dá)料位計(jì)運(yùn)用先進(jìn)的雷達(dá)測量技術(shù)，以其優(yōu)良的性能，尤其是在槽罐中有攪拌、溫度高、蒸汽大、介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、易結(jié)疤等惡劣的測量條件下，顯示出其卓越的性能，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

二、原理及技術(shù)性能

雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波，雷達(dá)料位計(jì)利用了電磁波的特殊性能來進(jìn)行料位檢測。電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度相當(dāng)于光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號的反射效果越好。雷達(dá)波的頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積上能量（磁通量或場強(qiáng)）越大，波的衰減越小，雷達(dá)料位計(jì)的測量效果越好。

１.雷達(dá)料位計(jì)的基本原理

雷達(dá)式料位計(jì)組成：它主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示、故障報(bào)警等幾部分組成。

發(fā)射－反射－接收是雷達(dá)式料位計(jì)工作的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射最小5.8GHz的雷達(dá)信號。反射回來的信號仍由天線接收，雷達(dá)脈沖信號從發(fā)射到接收的運(yùn)行時(shí)間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例。即：h= H–vt/2

式中 h為料位；H為槽高； v為雷達(dá)波速度；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時(shí)間； ２.雷達(dá)料位計(jì)測量料位的先進(jìn)技術(shù)：(１)回波處理新技術(shù)的應(yīng)用

從雷達(dá)料位計(jì)的測量原理可以知道，雷達(dá)料位計(jì)是通過處理雷達(dá)波從探頭發(fā)射到介質(zhì)表面然后返回到探頭的時(shí)間來測量料位的，在反射信號中混合有許多干擾信號，所以，對真實(shí)回波的處理和對各種虛假回波的識別技術(shù)就成為雷達(dá)料位計(jì)能夠準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵因素。(２)測量數(shù)據(jù)處理：

由于液面波動和隨機(jī)噪聲等因素的影響，檢測信號中必然混有大量噪聲。為了提高檢測的準(zhǔn)確度，必須對檢測信號進(jìn)行處理，盡可能消除噪聲。

經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用數(shù)據(jù)平滑方法可以達(dá)到滿意的效果。此方法也可有效的克服罐內(nèi)攪拌器對測量的影響。

(３)雷達(dá)料位計(jì)的特點(diǎn)：

由于雷達(dá)料位計(jì)采用了上述先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，加上雷達(dá)波本身頻率高，穿透性能好的特點(diǎn)，所以，雷達(dá)料位計(jì)具有比接觸式料位計(jì)和同類非接觸料位計(jì)更加優(yōu)良的性能。①可在惡劣條件下連續(xù)準(zhǔn)確地測量。②操作簡單，調(diào)試方便。③準(zhǔn)確安全且節(jié)省能源。④無需維修且可靠性強(qiáng)。⑤幾乎可以測量所有介質(zhì)。

三、安裝應(yīng)注意的問題

（１）當(dāng)測量液態(tài)物料時(shí)，傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直；當(dāng)測量固態(tài)物料時(shí)，由于固體介質(zhì)會有一個堆角，傳感器要傾斜一定的角度。

（２）盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線最近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置（因?yàn)檎系K裝置越近，虛假反射信號越強(qiáng)）。若實(shí)在避免不了，建議用一個折射板將過強(qiáng)的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度，使傳感器較容易地將虛假信號濾出。（３）要避開進(jìn)料口，以免產(chǎn)生虛假反射。

（４）傳感器不要安裝在拱形罐的中心處（否則傳感器收到的虛假回波會增強(qiáng)），也不能距離罐壁很近安裝，最佳安裝位置在容器半徑的１／２處。

（５）要避免安裝在有很強(qiáng)渦流的地方。如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量。

（６）若傳感器安裝在接管上，天線必須從接管伸出來。喇叭口天線伸出接管至少１０mm。棒式天線接管長度最大100或250mm。接管直徑最小250mm?？梢圆扇〖哟蠼庸苤睆降姆椒ǎ詼p少由于接管產(chǎn)生的干擾回波。

（７）關(guān)于導(dǎo)波管天線：導(dǎo)波管內(nèi)壁一定要光滑，下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要的最低液位，這樣才能在管道中進(jìn)行測量。傳感器的類型牌要對準(zhǔn)導(dǎo)波管開孔的軸線。若被測介電常數(shù)小于４，需在導(dǎo)波管末端安裝反射板，或?qū)?dǎo)波管末端彎成一個彎度，將容器底的反射回波折射走。

四、應(yīng)用中存在的問題及解決方法

有些工況下所使用的雷達(dá)料位計(jì)，因?yàn)閭鞲衅靼惭b位置不當(dāng)及條件所致，出現(xiàn)了一些問題，下面將對一些使用中的問題提出解決方案,供大家參考。1．探頭結(jié)疤和頻繁故障的解決方法

第一個辦法是將探頭安裝位置提高，但是有時(shí)候安裝條件限制，不能提高的情況下，就應(yīng)采用將料位測量值與該槽的泵聯(lián)鎖的辦法，解決這一難題：將最高料位設(shè)定值減小0.5m左右，當(dāng)料位達(dá)到該最高值時(shí)，即可停進(jìn)料泵或開啟出料泵。

2．雷達(dá)料位計(jì)被淹相應(yīng)的改進(jìn)辦法

解決這種問題的辦法是將雷達(dá)料位計(jì)改為導(dǎo)波管式測量。仍在原開孔處安裝導(dǎo)波管式雷達(dá)料位計(jì)，導(dǎo)波管高于排汽管0.2m左右，這樣一來，即使出現(xiàn)料漿從排汽管溢出的惡劣工況，也不會使料位計(jì)天線被料漿淹沒，而且避免了攪拌器渦流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出，減少了對探頭的損害，同時(shí)由于導(dǎo)波管聚焦效果好，接收的雷達(dá)波信號更強(qiáng)，取得了很好的測量效果。使用導(dǎo)波管測量方式，可以改善表計(jì)測量條件，提高儀表測量性能,具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。3．關(guān)于泡沫對測量的影響：

干泡沫和濕泡沫能將雷達(dá)波反射回來，對測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴(kuò)散雷達(dá)波，因而嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒有回波。當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時(shí)，測量誤差較大或無法測量，在這種工況下，雷達(dá)料位計(jì)不具有優(yōu)勢，這是其應(yīng)用的局限性。4．對于天線結(jié)疤的處理：

介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)下對測量無影響，而介電常數(shù)很高的掛料則對測量有影響。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗），且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元件的溫度。還可用酸性清洗液清洗堿性結(jié)疤，但在清洗期間不能進(jìn)行料位測量。

五、結(jié)束語

雷達(dá)料位計(jì)是目前各類料位測量儀表中適用范圍最廣、測量最精確、維護(hù)最方便的料位測量儀表。隨著其價(jià)格的進(jìn)一步降低，性價(jià)比的提高，應(yīng)用將會越來越廣泛，在料位測量中發(fā)揮越來越重要的作用。本文對其進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，旨在為廣大維護(hù)人員更好地使用和掌握它，希望能對大家提供一些借鑒和幫助。

第三篇：調(diào)速在雷達(dá)管制中的應(yīng)用

【摘要】而速度調(diào)整是雷達(dá)管制中保持安全間隔的重要方法，也是管制員最常用的管制技能，因此能掌握航空器速度的特征、使用方法和時(shí)機(jī)，是一名優(yōu)秀管制員高效、優(yōu)質(zhì)地實(shí)施空中交通管制服務(wù)的前提保障。

【關(guān)鍵詞】航空；調(diào)速；雷達(dá)管制

中圖分類號：v35文獻(xiàn)標(biāo)識碼a文章編號1006-0278（2015）10-138-01

航空器速度：是飛行過程中表示其運(yùn)動特征的重要指標(biāo)，也是關(guān)系飛行安全和效率的關(guān)鍵要素之一。速度是矢量，即它有大小和方向。航空器的速度按方向分為水平速度垂直速度。

一、水平速度

水平速度表達(dá)了航空器運(yùn)動時(shí)間和距離的關(guān)系，反映了航空器在水平方向上的運(yùn)動規(guī)律和特征，是體現(xiàn)航空器飛行動態(tài)的重要指標(biāo)。

（一）管制中常用的水平速度及其應(yīng)用

指示空速ias：又稱表速，是管制員對于中低空飛行航空器速度進(jìn)行調(diào)整的對象。

真空速tas：是航空器相對于空氣運(yùn)動經(jīng)過修正后得到的速度。它不是管制員的調(diào)整對象。

地速gs：是航空器相對于地區(qū)表面的飛行速度，是判斷航空器間間隔變化的重要依據(jù)。

馬赫數(shù)：航空器在空氣中的運(yùn)動速度與該高度前方未受擾動空氣中音速的比值，管制員常以馬赫數(shù)作為對高空航空器調(diào)速的對象。

（二）各種速度之間的關(guān)系

1.真空速、指示空速與地速

標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下航空器在海平面運(yùn)動時(shí)的指示空速與真空速相等；恒定的指示空速上升時(shí)，真空速會越來越大；指示空速和地速都是管制員最為關(guān)注的速度。

2.真空速、指示空速與馬赫數(shù)

同高度馬赫數(shù)相同，其真空速也相同；航空器以恒定馬赫數(shù)下降，真空速會增大。

3.調(diào)整速度的目的

調(diào)速的目的主要是調(diào)整間隔和落地順序等，還包括滿足前方的流量控制、避免過多的雷達(dá)引導(dǎo)、減少管制員的工作負(fù)荷、保持高速順暢的空中交通流量等。

4.調(diào)速的規(guī)則與原則

（1）調(diào)速幅度與頻度

調(diào)整速度時(shí)應(yīng)避免要求駕駛員做大幅度調(diào)速；還應(yīng)避免對單一航空器多次調(diào)速。

（2）調(diào)速限制

一般情況不對離場或飛越航空器調(diào)速；應(yīng)避免對同一航空器進(jìn)行交替的增速和減速；高空飛機(jī)一般使用馬赫數(shù)調(diào)整技術(shù)。

（3）性能原則

調(diào)速要在航空器性能范圍之內(nèi)，并且調(diào)速指令應(yīng)該得到駕駛員的認(rèn)可；如果不能執(zhí)行調(diào)速指令，飛行員應(yīng)及時(shí)通報(bào)管制員。

（4）通報(bào)要求

調(diào)速時(shí)應(yīng)簡要通報(bào)飛行員速度調(diào)整的原因；管制員和飛行員都應(yīng)將調(diào)速的實(shí)施情況及時(shí)通報(bào)對方，并且管制員在不需要調(diào)速時(shí)應(yīng)及時(shí)告知駕駛員恢復(fù)正常速度。

（5）調(diào)速標(biāo)準(zhǔn)

6.調(diào)速的方法與技巧

（1）調(diào)速的方式

調(diào)速的方式根據(jù)航空器的不同飛行階段和管制意圖，總的來說可以分為進(jìn)場調(diào)速、高空調(diào)速和保持調(diào)速。

1）進(jìn)場調(diào)速.對于進(jìn)場的航空器，通?？梢灾笓]駕駛員調(diào)到最大速度/最小光潔速度/最小速度，或直接指定具體的某指示空速

2）高空調(diào)速

在高空飛行時(shí)，考慮到最大速度限制等原因，對于在8900m（不含）以上的高度飛行的航空器，一般調(diào)整馬赫數(shù)，且馬赫數(shù)以0.01的倍數(shù)調(diào)整。

3）保持速度

可以指示航空器保持速度，目的是為了保證安全間隔和合理排序；也可以指示航空器保持最大速度或最小速度。

（2）調(diào)速的對象

地速是雷達(dá)上直接顯示出來的速度，是調(diào)速的“落腳點(diǎn)”；指示空速是調(diào)速的“出發(fā)點(diǎn)”，因此要求管制員在發(fā)指令前要把預(yù)期調(diào)整的地速轉(zhuǎn)換為指示空速，再指示駕駛員調(diào)速。

（3）早調(diào)與晚調(diào)

不要過早將進(jìn)場航空器的速度減小得過多，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量使航空器保持大表速進(jìn)近，可以起到加速流量的作用；“前機(jī)晚調(diào)速，后機(jī)早調(diào)速”方法可以避免進(jìn)場飛機(jī)的追趕。

（4）粗調(diào)與細(xì)調(diào)

離本場較遠(yuǎn)時(shí)可以要求上一管制區(qū)先整體粗調(diào)速度，進(jìn)入終端區(qū)后再精細(xì)調(diào)整，這樣可以放緩整體節(jié)奏，建立最佳間隔，保證航空器運(yùn)行的流暢

（5）速度與經(jīng)濟(jì)性

航空器在光潔狀態(tài)飛行可以減少航油的消耗，因此，在條件允許的情況下，管制員應(yīng)該盡可能的使飛機(jī)保持光潔構(gòu)型自主飛行，調(diào)整速度時(shí)盡量避免“最小速度”等字眼。

（6）高度與速度

根據(jù)規(guī)律，相同指示空速的航空器在同時(shí)下降中，前機(jī)處于低高度層，真空速將小于后機(jī)，為了避免追趕，可以調(diào)整兩機(jī)指示空速形成速度差，建成“前快后慢”的運(yùn)行態(tài)勢。

（7）調(diào)速與引導(dǎo)

調(diào)速與雷達(dá)引導(dǎo)需要結(jié)合使用方能達(dá)到最佳效果；另外飛行員調(diào)速過程需要一定的時(shí)間，管制員應(yīng)有心里準(zhǔn)備，做好提前量。

二、垂直速度

垂直速度反映了航空器在垂直方向上的運(yùn)動規(guī)律和特征，管制員只能通過二次監(jiān)視雷達(dá)標(biāo)牌上的高度和上升/下降率的信息來感知。

（一）航空器的垂直速度

航空器的垂直速度具體體現(xiàn)為上升率和下降率兩個方面。上升率是航空器上升時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)增加的高度；下降率又稱下降速度，是航空器正常下降時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)減少的高度。

（二）調(diào)整垂直速度的目的

調(diào)整垂直速度是為了讓航空器加速到達(dá)目標(biāo)高度，避免飛行沖突，或用于緊急情況處置時(shí)。

（三）調(diào)整垂直速度的方式

調(diào)整垂直速度可用的指令有：加速上升/下降至某高度；以指定的上升率/下降率上升/下降至某高度；上升/下降率不小于某個值到底某高度；在指定位置點(diǎn)或點(diǎn)之前到達(dá)指定高度。

（四）注意事項(xiàng)

1.速度與高度的操作沖突

應(yīng)先指示航空器下降高度，改平后在發(fā)送減速指令并給出原因；避免先減速再要求航空器大下降率的錯誤做法；利用雷達(dá)引導(dǎo)技術(shù)引導(dǎo)航空器使其延長飛行距離，以抵消航空器加速下降、再減速所增加的額外飛行時(shí)間。

2.機(jī)型

不同機(jī)型的速度范圍，尤其是上升/下降率相差很大，了解不同機(jī)型上升率和下降率的大致范圍，避免發(fā)出超出航空器能力限度的指令。

3.舒適性

為了便于駕駛員便于操作和乘客的舒適性，原則上盡量減少對航空器的上升率和下降率干預(yù)，除非為了安全和效率的需要；在不需要時(shí)應(yīng)及時(shí)解除上升/下降率限制。

第四篇：軍用雷達(dá)技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的應(yīng)用

軍用雷達(dá)技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的應(yīng)用

??點(diǎn)擊上面國科環(huán)宇快捷關(guān)注

軍用雷達(dá)是專門為特定的軍事用途而設(shè)計(jì)制造的無線電探測和定位裝置。它的基本戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)有：探測目標(biāo)類型、覆蓋空域、發(fā)現(xiàn)概率和虛警概率、測量座標(biāo)數(shù)及精度、數(shù)據(jù)更新率、處理目標(biāo)容量、全天候、全天時(shí)能力、電子反對抗能力、抗摧毀能力、目標(biāo)識別能力、電磁兼容性、可用性、耗電量和全壽命周期費(fèi)用等。主要技術(shù)參數(shù)有工作頻率及帶寬、發(fā)射機(jī)功率、天線增益、波瓣寬度及旁瓣電平、系統(tǒng)噪聲溫度、信號帶寬和目標(biāo)信號在雜波或干擾背景中的改善因子等。軍用雷達(dá)種類繁多，按其發(fā)射接收天線所在位置可分為單基地雷達(dá)、雙基地雷達(dá)和多基地雷達(dá)。按其發(fā)射波形可分為連續(xù)波雷達(dá)、調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)和脈沖波雷達(dá)，按其裝載所在的平臺可分為地基雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、艦載雷達(dá)和星載雷達(dá)。按其使用的波長可分為短波雷達(dá)、米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)。按其使用的波長可分為短波雷達(dá)、米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)、微波雷達(dá)和毫米波雷達(dá)。按其探測的目的性可分為預(yù)警雷達(dá)、截獲雷達(dá)、跟蹤雷達(dá)、制導(dǎo)雷達(dá)、成像雷達(dá)和地形回避雷達(dá)等。按探測的機(jī)理分為視距雷達(dá)和超視距雷達(dá)。軍用雷達(dá)是獲取陸、海、空、天戰(zhàn)場全天候、全天時(shí)戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)情報(bào)的重要手段之一，是防天、防空、防海和防陸武器系統(tǒng)和指揮自動化系統(tǒng)的首要視覺傳感器。它不但可以預(yù)警、截獲、跟蹤、識別、引導(dǎo)攔截空中、海面、地面和外空的目標(biāo)，而且具有依靠空中或外空平臺對地面大面積內(nèi)的目標(biāo)成像的能力。目前其分辨率及測量精度雖不及光學(xué)和紅外傳感器，但軍用雷達(dá)的全天候、全天時(shí)以及大空域高數(shù)據(jù)率的性能則是其他傳感器無法代替的，因而軍用雷達(dá)在軍事領(lǐng)域擔(dān)負(fù)著極其重要的角色，具有廣闊的應(yīng)用前景。

一、軍用雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用

1864年麥克斯韋提出了電磁場理論，預(yù)見了電磁波的存在。1886年赫茲成功地完成了產(chǎn)生電磁波的實(shí)驗(yàn)，從而證實(shí)了“無線電”的存在。1922年馬可尼主張用短波無線電來探測物體，確定另一船舶的存在，這是對于雷達(dá)概念的最早描述。之后，英、美、德等國的科學(xué)家做了許多驗(yàn)證試驗(yàn)。1935年2月英國人用一部12MHz的雷達(dá)探測到60km外的轟炸機(jī)，并于1937年初，正式布置了雷達(dá)“鏈條”(Chain)，美國1938年制造了第一部防空火力控制雷達(dá)SCR-268，其工作頻率為205MHz，探測距離達(dá)180km，先后生產(chǎn)了約3000部。由此可見，雷達(dá)的發(fā)明和應(yīng)用是上世紀(jì)30年代，至今已有70多年的歷史。1940年11月，美國麻省理工學(xué)院(MIT)成立了輻射實(shí)驗(yàn)室，對雷達(dá)及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面研究，取得了全面豐碩成果。第二次世界大戰(zhàn)后，陸續(xù)公開出版了有名的28本《輻射實(shí)驗(yàn)室叢書》，公布了雷達(dá)和有關(guān)專業(yè)技術(shù)的大批資料，這對全世界雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展起了重大的推動作用。第二次大戰(zhàn)期間，飛機(jī)是交戰(zhàn)雙方的一種主要作戰(zhàn)武器，探測敵方飛機(jī)的入侵，引導(dǎo)己方高射炮和飛機(jī)去攔截，成了迫切需要解決的問題,對船舶的探測也是當(dāng)時(shí)的緊迫問題。作為主要探測手段的雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生，獲得了快速發(fā)展。那時(shí)雷達(dá)的主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的存在，測量目標(biāo)的坐標(biāo)位置，即飛機(jī)目標(biāo)的距離，方位和仰角(或由距離與仰角換算出來的高度)，目標(biāo)距離依靠測量雷達(dá)輻射信號從雷達(dá)到目標(biāo)往返所需的傳播時(shí)間來確定。要測量目標(biāo)所在的角度必須依靠定向天線，即具有較窄波束寬度的雷達(dá)天線。為了使天線波束能照射到整個觀測空域，天線波束必須在空間進(jìn)行掃描，初期的雷達(dá)天線都是機(jī)械掃描天線。

二戰(zhàn)之后，軍用雷達(dá)技術(shù)獲得很大發(fā)展，各種新的軍用雷達(dá)在戰(zhàn)后多次局部戰(zhàn)爭中均起了重要作用。軍用雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用主要表現(xiàn)在以下3個方面：

①雷達(dá)是各個級別上的作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)(亦稱指揮、控制、通信計(jì)算機(jī)和情報(bào)、監(jiān)視偵察系統(tǒng)，即C4ISR系統(tǒng))中能夠?qū)崟r(shí)、主動、全天候獲取有關(guān)目標(biāo)戰(zhàn)場環(huán)境信息的探測手段：

②雷達(dá)是各類先進(jìn)作戰(zhàn)平臺(飛機(jī)、導(dǎo)彈、戰(zhàn)艦、戰(zhàn)車等)的不可缺少的組成部分，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程打擊、精確打擊的必要手段，是發(fā)揮其作戰(zhàn)效能的倍增器。

③雷達(dá)是發(fā)展和評估各類先進(jìn)武器系統(tǒng)和進(jìn)行軍事技術(shù)研究的測試手段。

軍用雷達(dá)的分類有多種方法。常用的主要分類方法有：

①按雷達(dá)測量的坐標(biāo)參數(shù)分類，可分為二坐標(biāo)(2D)雷達(dá)和三坐標(biāo)(3D)雷達(dá)。例如，只測量目標(biāo)距離和目標(biāo)方位的雷達(dá)屬于二坐標(biāo)雷達(dá)；能同時(shí)測量目標(biāo)的距離、方位、仰角的雷達(dá)則稱為三坐標(biāo)雷達(dá)。

②按功能和作用分類，雷達(dá)可分為空中搜索(警戒)雷達(dá)，目標(biāo)指示(引導(dǎo))雷達(dá)，火控雷達(dá)，制導(dǎo)雷達(dá)，炮位偵察雷達(dá)和岸防雷達(dá)等。

③按雷達(dá)裝載的平臺來分類，有機(jī)載雷達(dá)、艦載雷達(dá)、氣球載雷達(dá)、彈載雷達(dá)、車載雷達(dá)、星載雷達(dá)等。以機(jī)載雷達(dá)為例，又可細(xì)分為機(jī)載預(yù)警雷達(dá)、機(jī)載火控雷達(dá)、機(jī)載戰(zhàn)場偵察雷達(dá)、直升機(jī)載雷達(dá)、無人機(jī)載雷達(dá)等。其中每一種機(jī)載雷達(dá)根據(jù)功能差異，所用的主要技術(shù)等，又可分出許多品種。

④按采用的雷達(dá)信號形式來劃分，有連續(xù)波雷達(dá)和脈沖雷達(dá)兩大類。每一類中又包含多種雷達(dá)，如調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，脈沖多普勒雷達(dá)，脈沖壓縮雷達(dá)等。

⑤其它分類方法，如根據(jù)其移動性可分為固定式雷達(dá)，機(jī)動雷達(dá)，可運(yùn)輸式雷達(dá)等；根據(jù)雷達(dá)作用距離大小，可分為近程雷達(dá)、中程雷達(dá)、遠(yuǎn)程雷達(dá)、超遠(yuǎn)程雷達(dá)，等等。

無論哪種雷達(dá)，都包含有產(chǎn)生高功率輻射信號的雷達(dá)發(fā)射機(jī)；向空間輻射信號的發(fā)射天線；接收從目標(biāo)反射信號的接收天線；將微弱的接收信號進(jìn)行放大濾波和變換的雷達(dá)接收機(jī)；對雷達(dá)信號進(jìn)行處理、錄取與顯示的雷達(dá)終端設(shè)備；控制雷達(dá)天線轉(zhuǎn)動，控制與錄取天線波束指向數(shù)據(jù)的雷達(dá)伺服設(shè)備：雷達(dá)各分系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的頻率綜合器和定時(shí)器等。典型的先進(jìn)脈沖雷達(dá)的基本組成，如圖1所示。

在圖l中，發(fā)射天線與接收天線公用，因而增加了雙工器：圖l中的發(fā)射機(jī)為功率放大式發(fā)射機(jī)，接收機(jī)則是采用了低噪聲放大器(LNA)的外差式接收機(jī)。軍用雷達(dá)要完成的基本功能主要是：①目標(biāo)檢測，在雷達(dá)觀測空域內(nèi)確定有無感興趣的目標(biāo)；②目標(biāo)參數(shù)測量，亦稱目標(biāo)參數(shù)估計(jì)，用于確定目標(biāo)位置，運(yùn)動參數(shù)和提取其它目標(biāo)特征參數(shù)；③目標(biāo)分類、識別，用于確定目標(biāo)類型，分辨真假目標(biāo)等。

為實(shí)現(xiàn)這些功能，滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的特點(diǎn)與密切相關(guān)的軍事需求，對各種用途的新一代軍用雷達(dá)提出以下8點(diǎn)要求：①觀察低可探測目標(biāo)：(包括隱身目標(biāo)，如隱身飛機(jī)、隱身無人機(jī)、隱身艦船)和直徑5cm以下“空間垃圾”(對航天和空間飛行活動)，小型導(dǎo)彈，反輻射導(dǎo)彈(A剛)等；②提高雷達(dá)在復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下工作的可靠性和有效性；提高雷達(dá)在硬打擊(反輻射導(dǎo)彈和激光制導(dǎo)炸彈)下的生存能力；③提高雷達(dá)測量的分辨率和精度，以適應(yīng)具有精確打擊能力的各類作戰(zhàn)平臺和測量評估雷達(dá)發(fā)展的需要：④進(jìn)行目標(biāo)分類、識別和判別目標(biāo)屬性；⑤對地面、海面和空中運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行高分辨成像，檢測地面／海面的運(yùn)動或靜止軍用目標(biāo)；⑥發(fā)展雙，基地雷達(dá)系統(tǒng)，將多部雷達(dá)組網(wǎng)，采用多傳感器數(shù)據(jù)融合(MSDF)，改善雷達(dá)性能，提高雷達(dá)抗電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)能力與雷達(dá)的生存能力：⑦提高雷達(dá)進(jìn)入各類指揮控制(C4ISR)系統(tǒng)與作戰(zhàn)平臺的綜合能力；⑧將有源雷達(dá)與無源雷達(dá)結(jié)合，將雷達(dá)中的一些功能模塊(例如天線，發(fā)射，接收，信號處理，計(jì)算機(jī)，終端顯示)與敵我識別(IFF)、電子戰(zhàn)(Ew)，通信系統(tǒng)設(shè)備等中的相應(yīng)功能模塊共用，嚴(yán)格控制雷達(dá)發(fā)射信號的輻射，對雷達(dá)輻射進(jìn)行管理和改進(jìn)雷達(dá)所在平臺的綜合電子系統(tǒng)的性能。

二、軍用雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)這些日益增高的新要求，各項(xiàng)雷達(dá)新技術(shù)獲得了很大發(fā)展，并逐漸應(yīng)用于各類先進(jìn)雷達(dá)之中。這些新技術(shù)主要表現(xiàn)在以下9個方面：1)雷達(dá)頻段的擴(kuò)展

在頻率的高端，往毫米波、紅外、激光雷達(dá)方向擴(kuò)展：在低端則往vHF、UHF與HF(短波)波段擴(kuò)展。2)雷達(dá)自動目標(biāo)識別(ATR)

根據(jù)雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)及從雷達(dá)回波中提取的特征，對目標(biāo)進(jìn)行分類、識別、判別屬性是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場管理，精確打擊的重要條件，是當(dāng)今雷達(dá)發(fā)展中的一個重大課題。3)雷達(dá)成像技術(shù)

采用大的瞬時(shí)信號帶寬信號，可獲得目標(biāo)的高分辨一維像，再利用目標(biāo)回波中多普勒頻移的變化，即利用綜合孔徑雷達(dá)(SAR)和逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)的原理可獲得很高的兩維分辨能力，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的兩維成像，測量地面高度、探測林中隱蔽目標(biāo)，甚至探測地下軍事工事，這極大提高了雷達(dá)的應(yīng)用范圍。4)超低副瓣天線技術(shù)

高增益、超低副瓣天線(最大副瓣低于．40dB)是雷達(dá)抗干擾、抗ARM，抗雜波的關(guān)鍵技術(shù)。5)超寬帶雷達(dá)技術(shù)

雷達(dá)信號的瞬時(shí)相對帶寬大于25％的雷達(dá)稱為超寬帶雷達(dá)。超寬帶雷達(dá)在目標(biāo)識別、雷達(dá)成像、抗干擾、抗AI己M等方面均有重要意義。6)相控陣天線技術(shù)

除低／超低副瓣相控陣天線外，有源相控陣天線，共形相控陣天線和寬帶相控陣天線的發(fā)展有重要意義。有源相控陣天線中每一個天線單元均有一個發(fā)射，接收組件(T瓜組件)，具有高性能、高可靠、低成本的發(fā)射／接收組件，數(shù)字波束形成(DBF)，自適應(yīng)波束形成，大時(shí)寬帶積信號的數(shù)字產(chǎn)生與數(shù)字處理等技術(shù)正在快速發(fā)展，并在相控陣天線的大量采用是降低先進(jìn)雷達(dá)成本的重要措施。7)先進(jìn)的信號處理與數(shù)據(jù)處理技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，高速、大容量并行處理的實(shí)時(shí)處理成為可能。將其用于相控陣天線，可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)數(shù)字波束形成(ADBF)。這將天線理論與信號處理相結(jié)合，出現(xiàn)了具有多種自適應(yīng)能力的信號處理天線，為提高雷達(dá)的性能提供了新的潛力。8)雷達(dá)系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)

利用現(xiàn)今迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)，可以在雷達(dá)研制過程中的設(shè)計(jì)階段，合理確定各項(xiàng)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)之間的指標(biāo)分配、優(yōu)化雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，縮短雷達(dá)設(shè)計(jì)周期；在系統(tǒng)軟件優(yōu)化和系統(tǒng)性能評估中仿真技術(shù)更有重要作用。采用先進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)是克服先進(jìn)雷達(dá)研制周期長，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大，成本高的關(guān)鍵措施。9)雷達(dá)新工藝，新結(jié)構(gòu)，新材料技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的高機(jī)動能力，解決在一些復(fù)雜平臺上安裝所遇到的體積、重量的限制和惡劣物理環(huán)境的影響，解決大功率散熱問題等，都要依賴于采用新工藝，新結(jié)構(gòu)和新材料。同時(shí)，這些新技術(shù)也是提高雷達(dá)性能，縮短雷達(dá)研制周期，降低成本的重要措施。碳纖維復(fù)雜材料(CFRP)、納米材料、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，在雷達(dá)中將有更廣泛的應(yīng)用。

二戰(zhàn)以后，軍用雷達(dá)技術(shù)保持了高速發(fā)展的勢頭，這與戰(zhàn)后的冷戰(zhàn)局面和美蘇兩國的軍備競賽有密切關(guān)系。計(jì)算機(jī)、集成電路和信號處理技術(shù)的發(fā)展使雷達(dá)中的運(yùn)動目標(biāo)顯示(MTI)處理、脈沖多普勒(PD)處理、脈沖壓縮等，先后從模擬處理方式轉(zhuǎn)為數(shù)字處理方式，極大地提高了雷達(dá)的性能，也大大促進(jìn)了相控陣?yán)走_(dá)的誕生。1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射第一個人造衛(wèi)星上天以后，觀測空間飛行目標(biāo)，人造衛(wèi)星和洲際彈道導(dǎo)彈成了重大課題，要求雷達(dá)作用距離要達(dá)到數(shù)千公里，可同時(shí)跟蹤多批高速飛行的目標(biāo)，只有采用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制的相控陣才能實(shí)現(xiàn)這些功能。

相控陣?yán)走_(dá)與機(jī)械掃描雷達(dá)的主要差別是它采用了由大量天線單元構(gòu)成的陣列天線及其復(fù)雜的饋線系統(tǒng)，其中包括了大量的無源與有源微波器件。每一個天線單元上帶有一個電控移相器或移相器和衰減器組成的幅相調(diào)節(jié)器(APV)，因而天線口徑照射函數(shù)可在計(jì)算機(jī)控制下高速變化，使相控陣?yán)走_(dá)具有常規(guī)機(jī)械掃描雷達(dá)所具備的若干技術(shù)特點(diǎn)，它們是：①天線波束的快速掃描能力；②天線波束形狀的快速變化能力；③空間定向與空域?yàn)V波的能力；④空間功率合成能力；⑤天線與雷達(dá)平臺共形的能力。

相控陣技術(shù)不僅在遠(yuǎn)程、超遠(yuǎn)程雷達(dá)近年來在各種戰(zhàn)術(shù)雷達(dá)中也都得到了廣泛應(yīng)用。

除了相控陣天線技術(shù)外，高功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)技術(shù)始終是雷達(dá)技術(shù)的一個重點(diǎn)。在雷達(dá)發(fā)展過程中，經(jīng)歷了三、四極管發(fā)射機(jī)、磁控管、速調(diào)管、行波管等電真空發(fā)射機(jī)，隨著高功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展，固態(tài)發(fā)射機(jī)技術(shù)越益被廣泛應(yīng)用，特別是應(yīng)用于～些高性能相控陣?yán)走_(dá)之中；但在高功率、高頻段，例如毫米波波段的雷達(dá)發(fā)射機(jī)仍廣泛采用電真空器件的發(fā)射機(jī)。為適應(yīng)雷達(dá)觀察隱身飛機(jī)和空對空、空對地、空對艦、反輻射導(dǎo)彈(AI洲)、無人飛機(jī)等雷達(dá)截面積小的低可觀察目標(biāo)，各種軍用雷達(dá)對高功率發(fā)射機(jī)的要求更顯突出，促使新的電真空、半導(dǎo)體功率放大器件快速發(fā)展，例如高功率回旋速調(diào)管、寬禁帶(wBG)半導(dǎo)體功率器件及放大器等均成了當(dāng)今雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。

三、軍用雷達(dá)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代軍用雷達(dá)的發(fā)展是以現(xiàn)代信息處理技術(shù)，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用為基礎(chǔ)的。信息技術(shù)是雙刃劍，它同時(shí)提高敵對雙方的信息化裝備的性能水平，其中的雷達(dá)和雷達(dá)對抗(偵察與干擾)的全面較量也永無休止。對抗從地面、海上發(fā)展到空中、再到太空。現(xiàn)代軍用雷達(dá)的技術(shù)特點(diǎn)則來源于對現(xiàn)實(shí)威脅(戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、小目標(biāo)、低空目標(biāo)、高機(jī)動目標(biāo)，飽和攻擊、基于快速偵察的強(qiáng)電子干擾環(huán)境，等等)的深刻認(rèn)識和日益增長的軍事需求(多任務(wù)、多使命、多模式、一體化、機(jī)動性、生存能力、組網(wǎng)能力、情報(bào)融合能力、信息傳輸能力、標(biāo)準(zhǔn)化程度、升級能力，等等)。美歐現(xiàn)代雷達(dá)在技術(shù)特點(diǎn)和戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)上融合的比較協(xié)調(diào)——先進(jìn)技術(shù)發(fā)揮最大效能的同時(shí)，需求與應(yīng)用也刺激著技術(shù)的更新?lián)Q代。

采用相控陣天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜靈活的多模式波束運(yùn)動方式，以實(shí)現(xiàn)警戒區(qū)域多任務(wù)、多使命和多模式的應(yīng)用功能，可以應(yīng)對于未來空中威脅和嚴(yán)酷的雷達(dá)對抗威脅。

采用低、極低或超低副瓣針狀波束天線(ULSA)和低雷達(dá)發(fā)射峰值功率技術(shù)，使偵察設(shè)備難以隨意感覺到雷達(dá)信號。雷達(dá)技術(shù)參數(shù)(發(fā)射峰值功率、發(fā)射頻率、脈沖重頻、脈沖寬度、信號波形、波束寬度、波束位置等)大范圍智能化隨機(jī)“捷變或異化”，工作模式多樣且可快速變化，致使偵察設(shè)備對感覺到的信號難以完全測量。

雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)是與其他任務(wù)使命相關(guān)聯(lián)的，無論是美國的Ⅻ＼∞和TMD的各類雷達(dá)，還是俄羅斯的s．300系列防空系統(tǒng)雷達(dá)，或美國的E．2C“鷹眼”2000E、E．3“哨兵”、E．8C Joint Sta心‘聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)”，它們都有著自己在C4ISRK中所處的“位置”，都有著自己相應(yīng)的作戰(zhàn)程序和多種任務(wù)，應(yīng)用模式。從電子偵察的角度看，現(xiàn)代雷達(dá)采用副瓣針狀波束，計(jì)算機(jī)根據(jù)任務(wù)要求智能地選擇工作模式并在大范圍內(nèi)控制著雷達(dá)的工作參數(shù)和捷變規(guī)律，使得一部分現(xiàn)代雷達(dá)成為難以偵察的低截獲概率(LPI)雷達(dá)而發(fā)揮出相當(dāng)于過去多部老式雷達(dá)的功能。

因此，軍用雷達(dá)在軍事領(lǐng)域中擔(dān)負(fù)著重要的角色，具有廣闊的應(yīng)用前景，對我國雷達(dá)事業(yè)的發(fā)展，也將起到一定的促進(jìn)作用?？奢斎肴掌诓榭淳蕛?nèi)容 查看“中國軍工研究所分布”輸入721查看“9張圖教你看懂解放軍軍銜”輸入811查看“中國軍工系統(tǒng)淵源考證”輸入812查看“解放軍最神秘的部門”輸入820查看“詳述航天五院”輸入806查看“中國船舶領(lǐng)域研究所大全”輸入810查看“日本軍工企業(yè)大揭秘”輸入710查看“中國即將面世的12大武器裝備”輸入813查看“航天科技與航天科工之區(qū)別”輸入729查看“西安軍工企業(yè)一覽”輸入816其他更多精彩的文章↓請點(diǎn)擊下面“閱讀原文↓”

第五篇：收塵設(shè)備在水泥廠的應(yīng)用

水泥廠現(xiàn)有幾種收塵技術(shù)的研討分析

標(biāo)簽： 烘干機(jī) 水泥廠除塵 發(fā)布時(shí)間：2012-11-10

水泥廠現(xiàn)有幾種收塵技術(shù)的研討分析

1、煙塵治理之難點(diǎn)

水泥廠的主要排放塵源是破碎機(jī)、回轉(zhuǎn)烘干機(jī)、立式烘干機(jī)、生料磨機(jī)、選粉機(jī)、水泥磨機(jī)、機(jī)立窯、包裝機(jī)等。另外，輸送設(shè)備、庫頂、庫底輸送，進(jìn)、出料口等是產(chǎn)生崗位揚(yáng)塵的塵源。其中，其中立窯廢氣的治理難度較大。

立窯的煙塵治理主要難在其煙氣“濕、蝕、變”的特殊工況，不在于其煙氣量大(比旋窯窯尾廢氣量要小得多)，也不是其粉塵濃度高(立式磨和O-sepa選粉機(jī)的排放濃度要高出幾十倍甚至上百倍)?！皾瘛敝笩煔夂瑵窳看?8%～20%)，露點(diǎn)溫度高(40%～55%)，酸露點(diǎn)溫度更高；“蝕”指含腐蝕性煙氣，尤其是添加復(fù)合礦化劑后氟酸的腐蝕尤為強(qiáng)烈；“變”指廢氣量、含塵量(1～30g/Nm3)、溫度(45～450℃)、濕度、粉塵比電阻值(109～1012Ωm)等參數(shù)隨工藝操作條件的頻繁變化，大范圍波動。

2、國內(nèi)現(xiàn)有的幾種立窯收塵技術(shù)

國內(nèi)的產(chǎn)品可謂形式多樣，除沉降室之外，有各種濕法除塵、電除塵及袋除塵。濕法除塵有噴霧、水淋、水膜、超聲、旋流、自激、水浴、復(fù)合型等；電除塵有干法臥式、立式、立管旋傘式，濕法立式，水電復(fù)合式等;袋除法有采用反吹風(fēng)清灰的玻纖袋收塵器(有上、下進(jìn)氣兩種)以及采用脈沖清灰的低壓長袋分箱脈沖收塵器等。從當(dāng)前發(fā)展的眼光來看，高效的袋、電收塵技術(shù)仍是應(yīng)用的主流。

3、對幾種收塵技術(shù)的研討

①水除塵

水除塵的最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)現(xiàn)代立窯的暗火燃燒工藝，且對多變的工況有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)不怕粉塵的黏附性，還有脫硫、脫氟的效果。它制作較為簡單，投資較省。但水除塵難以達(dá)標(biāo)，且阻力高、耗水量大，易造成二次污染，泥漿溶液有很強(qiáng)的腐蝕性，即使泥漿回成球盤又形成鉀、鈉的富集而影響熟料質(zhì)量，同時(shí)排放的水霧彌漫、煙氣浩蕩。一些發(fā)達(dá)地區(qū)的環(huán)保部門，已明令嚴(yán)禁采用。

② 沉降室除塵

降室除塵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，投資最省，且不需要專人管理，消耗電能最少。缺點(diǎn)是只能沉降粗顆粒粉塵，通常占60%以上的粒徑50μm以下的粉塵難以捕集，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足排放要求。

③ 水、電復(fù)合除塵 因?yàn)榈谝患壦龎m造成二次污染等弊病依然存在，而第二級電除塵防結(jié)露、銹蝕及除水霧的任務(wù)艱巨，如是單電場不可能實(shí)現(xiàn)無煙氣排放。

袋收塵器在水泥窯上的應(yīng)用

2009-12-19 作者: 石嵐：廣州市建材中專學(xué)校

摘要:本文介紹了水泥窯用袋收塵器的現(xiàn)狀,分析了典型袋收塵器的結(jié)構(gòu)形式,比較幾種高溫濾料特性及選用,提出了水泥窯用袋收塵器的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:水泥窯袋收塵器玻纖濾料覆膜濾料高溫老化結(jié)露 1.前言

隨著收塵技術(shù)的不斷發(fā)展,我國水泥工業(yè)的形象不斷更新。袋收塵技術(shù)的快速發(fā)展和在水泥工業(yè)上的應(yīng)用,尤其是水泥窯袋收塵器的開發(fā)應(yīng)用,對解決占水泥廠總排放量70%的窯尾廢氣中的粉塵起到一定的積極作用。從除塵技術(shù)及未來環(huán)保要求看,在水泥窯除塵方面袋收塵器具有不用考慮含量超標(biāo)問題、去除對人體有害的超細(xì)粉塵比靜電除塵器高、可不停機(jī)檢修等優(yōu)點(diǎn)。

但袋收塵器的日常管理和操作非常重要,對工況溫度有一定的要求:工況溫度低于露點(diǎn)溫度就會產(chǎn)生結(jié)露,工況溫度高于過濾材料的允許溫度就會產(chǎn)生燒袋和濾袋過早老化。2.新型干法窯與立窯的煙氣特點(diǎn)

在我國,水泥窯主要有新型干法窯和機(jī)械化立窯。掌握它們的煙氣特點(diǎn),是設(shè)計(jì)和操作袋收塵器的關(guān)鍵。

新型干法窯的廢氣量大,粉塵濃度大,溫度高。廢氣中粉塵濃度為:干法長窯40g/m3;干法預(yù)熱器窯30~100g/m3。廢氣溫度為:干法長窯400~500℃,干法預(yù)熱器窯350~400℃。

立窯煙氣濃度一般為1~10g/m3。少數(shù)廠由于其配料和煅燒方法比較特殊,達(dá)到50g/m3以上;煙氣水份較高,含濕量為15%~20%,露點(diǎn)溫度低,煙氣溫度波動大,煙氣中含有造成腐蝕和降低煙氣露點(diǎn)的SO2。3.應(yīng)用于新型干法窯和立窯的袋收塵器 3.1新型干法窯用袋收塵器

新型干法窯的廢氣溫度高,這就決定了袋收塵器必須采用高溫濾料作為過濾介質(zhì),目前應(yīng)用較為普遍的玻璃纖維濾布濾料,具有較好的抗拉性能,但最高允許工作溫度僅為260℃,當(dāng)用于預(yù)熱器窯尾做袋收塵器時(shí),因煙氣溫度為360~420℃,必須把煙氣冷卻到260℃以下再送入收塵器。冷卻的設(shè)備主要有增濕塔和管式冷卻器。冷卻方法主要有噴霧增濕、自然冷卻和強(qiáng)制冷卻、摻冷風(fēng)。增濕塔作為煙氣冷卻設(shè)備,可把煙氣溫度冷卻到220℃左右。它的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為降溫明顯,控制范圍寬,能耗低,但存在排灰水份高,難輸送問題,常應(yīng)用于大型窯尾袋收塵器系統(tǒng)。管式冷卻器分自然冷卻和強(qiáng)制冷卻兩種。它結(jié)構(gòu)簡單,操作容易,可控制的溫度范圍小,常應(yīng)用于中小型窯尾袋收塵器系統(tǒng)。摻冷風(fēng)是最簡單的一種冷卻方式,但這種冷卻方式使系統(tǒng)的處理風(fēng)量大幅度增加,需增大袋收塵器規(guī)格和造價(jià),同時(shí)也加大風(fēng)機(jī)的負(fù)荷,增加電能消耗。一般只作為輔助降溫措施。應(yīng)用于窯尾的袋收塵器一般設(shè)計(jì)成內(nèi)濾長袋分室反吹風(fēng)清灰型的結(jié)構(gòu),典型的袋收塵器結(jié)構(gòu)如圖1所示。它采用若干個袋房組裝在一起,袋房由型鋼、鋼板制成的標(biāo)準(zhǔn)側(cè)板組合而成。收塵器采用內(nèi)濾、下進(jìn)氣、負(fù)壓形式。工作狀態(tài)時(shí),提升閥打開,含塵氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入,經(jīng)灰斗一側(cè)的手動蝶閥進(jìn)入灰斗,含塵氣體中顆粒較粗的粉塵由于重力作用直接落入灰斗底部,含塵氣體由花板下部進(jìn)入濾袋內(nèi),凈化后的氣體經(jīng)提升閥進(jìn)入出氣口,最后排入大氣,當(dāng)濾袋清灰時(shí),首先關(guān)閉提升閥,切斷進(jìn)入袋房的煙氣,使袋子處于松弛狀態(tài),再開啟反吹風(fēng)閥,反吹風(fēng)機(jī)從收塵器的出氣口處吸入清潔煙氣,經(jīng)管道由袋房的中上部進(jìn)入袋室,使濾袋產(chǎn)生縮袋,濾袋上的粉塵從濾袋上脫落,并落入下部灰斗。重復(fù)關(guān)閉反吹風(fēng)閥,使濾袋再一次縮癟,如此循環(huán)3次,濾袋上的積灰便基本上被清除下來,經(jīng)下部螺旋輸送機(jī)排出機(jī)外。

應(yīng)用于山西水泥廠和北京水泥廠2000t/d窯尾袋收塵器技術(shù)規(guī)格參數(shù)見表1。

3.2立窯用袋收塵器

立窯煙氣溫度高,溫度波動范圍大,決定了立窯袋收塵器必須具有抗結(jié)露和耐溫特性。濾料采用具有憎水性好的玻纖濾布。如CW500—FCA等玻纖濾料來抵抗冬季溫度過低,產(chǎn)生結(jié)露對收塵器的危害。

立窯袋收塵器是在干法預(yù)熱器袋收塵器基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,和用于干法預(yù)熱器窯袋收塵器一樣,結(jié)構(gòu)一般也是采用內(nèi)濾長袋反吹風(fēng)清灰結(jié)構(gòu)。

在正常工況條件下,立窯的煙氣溫度在50℃~180℃范圍內(nèi)波動,由于各種因素的影響,操作中經(jīng)常出現(xiàn)“返火”、“卡窯”、“煉邊”等問題,此時(shí)的煙氣溫度很高,往往超過濾料的最高使用溫度,這就要求對進(jìn)入立窯袋收塵器的煙氣采取“摻入冷風(fēng)”的降溫措施。

應(yīng)用于廣州石井水泥廠和廣東開平市水泥廠立窯袋收塵器的技術(shù)規(guī)格參數(shù)見表2。

4.常用過濾材料及選用 4.1玻纖平幅過濾布

玻纖平幅過濾布是經(jīng)、緯交織而成的織物,是早期研究開發(fā)的玻璃纖維過濾材料,也是目前國內(nèi)市場的主導(dǎo)產(chǎn)品?，F(xiàn)有斜紋、緞紋等不同組織的平幅玻璃纖維過濾布,以滿足除塵系統(tǒng)對濾料透氣率、經(jīng)緯向強(qiáng)度、粉塵剝離性的要求。它具有清灰時(shí)粉塵剝離性能好,耐熱性能好,可在280℃下長期使用,化學(xué)穩(wěn)定性好,價(jià)格低。其不足之處是過濾層的阻力較高,透氣性差。平幅玻纖濾料的主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

《表3略》

4.2玻纖膨體紗過濾布

玻纖膨體紗過濾布是在70年代研制的玻璃纖維過濾材料,由于它紗線蓬松,覆蓋能力強(qiáng),與玻纖平幅過濾布相比,在相同的容塵量下,過濾風(fēng)速可提高1/3,系統(tǒng)阻力降低1/4,可收集粒徑在1μm左右的產(chǎn)品,捕塵率99%以上,價(jià)格中等。玻纖膨體紗濾料的主要技術(shù)指標(biāo)見表4。

（表4略）

4.3玻纖針刺氈過濾布

玻纖針刺氈過濾布是80年代研究開發(fā)的玻璃纖維過濾材料,是一種結(jié)構(gòu)合理,性能優(yōu)良的新型高溫過濾材料,它不僅具有玻璃纖維織物濾料耐高溫、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度高的特點(diǎn),而且由于氈層纖維呈三維微孔結(jié)構(gòu),空隙率高,對氣體的過濾阻力小,是一種高氣布比的高溫濾料,但價(jià)格偏高。

根據(jù)使用領(lǐng)域的工況條件的不同,以上三種過濾材料需要采用不同的表面化學(xué)處理?；瘜W(xué)處理在玻璃纖維布或氈的表面涂覆不同的高分子有機(jī)聚合物,以增加玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性,保證長期處于高溫狀態(tài)下的玻璃纖維在酸性或堿性氣體中,其強(qiáng)度、耐折、耐磨等性能不受影響,改善玻璃纖維的曲繞性,使其滿足袋式除塵器反吹風(fēng)清灰或脈沖清灰工作的要求。提高濾料的憎水性,使其具有抗結(jié)露能力。

水泥窯用袋除塵器玻纖濾料表面處理方法主要有兩種:PSi配方和RH配方。主要適用條件見表5。

4.4覆膜濾料

覆膜濾料是近幾年才發(fā)展起來的一種性能非常優(yōu)秀的過濾材料。它是用聚四氟乙烯作為原料,在特定的工藝環(huán)境下均勻地延展拉伸,然后覆置在選定的針刺氈或編織物等過濾基料上而成的,它將傳統(tǒng)濾料的“深層過濾”變成了“表面過濾”。由于聚四氟乙烯濾料薄膜表面非常光滑和憎水,在過濾時(shí),所收集的粉塵餅將遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的濾料。薄膜孔徑微小,孔隙率高,吸塵率達(dá)99.99%,阻力是傳統(tǒng)濾料的1/3,該材料價(jià)格較高。5.操作與維護(hù)

由于立窯煅燒工藝的不穩(wěn)定,含塵煙氣的參數(shù)波動幅度較大,給除塵器的使用帶來很多困難,主要表現(xiàn)為“糊袋”和“燒袋”。立窯袋收塵器能否長期可靠運(yùn)行,除了立窯袋收塵器設(shè)計(jì)中必須考慮滿足立窯的工藝條件和煙氣特點(diǎn)外,工藝系統(tǒng)的操作是非常重要的。為預(yù)防“糊袋”和“燒袋”現(xiàn)象,必須降低入窯燃料中的硫含量,控制露點(diǎn)溫度,保證喂料、提火速度和卸料盡量做到三平衡。使煙氣溫度高于露點(diǎn)溫度25℃左右,做好設(shè)備殼體和管道的密封和保溫。為了預(yù)防除塵器運(yùn)行期間濾料被紅料燙通或高溫老化,必須采取煙氣溫度自動控制措施。當(dāng)煙氣溫度超過250℃時(shí),打開冷風(fēng)閥摻入冷風(fēng),均勻加料,保持適宜的濕料層厚度,避免明火煅燒。干法預(yù)熱器窯廢氣量大,溫度高,煙氣成份復(fù)雜。保持廢氣含塵濃度和溫度的穩(wěn)定是非常重要的。除系統(tǒng)中必不可少的冷卻器之外,還必須輔加摻入冷風(fēng)的溫度調(diào)節(jié)措施,尤其是對生料磨和煤磨用窯尾廢氣烘干的生產(chǎn)工藝,當(dāng)生料磨或煤磨系統(tǒng)停機(jī)或物料工況發(fā)生變化時(shí),直接造成窯尾袋收塵器的廢氣溫度升高和波動。這時(shí),應(yīng)采用加入冷風(fēng)的輔助方法來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

收塵器停用和再啟動時(shí),收塵器從冷態(tài)變?yōu)闊釕B(tài),廢氣中的水蒸氣可能會在濾袋上析出,產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象,使濾袋阻力上升。此時(shí),應(yīng)加強(qiáng)清灰強(qiáng)度和頻率,及時(shí)排除結(jié)塊。當(dāng)袋收塵器因故需停機(jī)時(shí)排風(fēng)機(jī)應(yīng)繼續(xù)工作一段時(shí)間,排空袋收塵器內(nèi)的高溫高濕氣體,并繼續(xù)清灰直至把濾袋上的積灰清除干凈后再停收塵器?；叶穬?nèi)積灰也應(yīng)排放干凈,防止結(jié)塊堵塞。6.發(fā)展趨勢

水泥窯袋收塵器的發(fā)展,主要取決于濾料的發(fā)展,尤其是覆膜濾料的發(fā)展。

6.1隨著覆膜技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品價(jià)格的下降,玻璃纖維覆膜濾料將會在水泥窯袋收塵器上得到廣泛地應(yīng)用。采用玻璃纖維覆膜濾料,過濾風(fēng)速可由傳統(tǒng)的0.5m/s提高到0.8m/s,袋收塵器的體積會明顯減小,阻力大幅降低,通氣量上升。濾袋的壽命可提高到3年以上。總造價(jià)將基本上與采用傳統(tǒng)玻璃纖維濾料的袋收塵器接近。

6.2玻纖針刺氈覆膜濾料將使得脈沖噴吹式的外濾式袋收塵器可以應(yīng)用于水泥窯。采用玻纖針刺氈覆膜濾料可使袋收塵器的過濾風(fēng)速高達(dá)1~1.2m/s。袋收塵器體積更小,清灰強(qiáng)度高,通氣量大,系統(tǒng)通風(fēng)量穩(wěn)定。7.結(jié)論

水泥窯的粉塵排放量占水泥廠總粉塵排放量的70%,水泥窯用袋收塵器的研制開發(fā)成功,對改善水泥廠的環(huán)境面貌作出了貢獻(xiàn),應(yīng)該大力推廣,但與電收塵器相比,仍存在著體積大,阻力高的缺點(diǎn),隨著覆膜濾料的發(fā)展和普遍采用,這一缺點(diǎn)將逐漸被克服。