在冶金行业的高炉、转炉、电炉等核心工艺环节,高温熔融金属(如铁水、钢水)及熔渣的液位精准测量,是保障生产安全、控制产品质量、优化能耗的关键技术难题。传统接触式测量设备(如浮球式、热电偶式)在1200℃以上高温环境中易因材料变形、信号衰减、介质腐蚀等问题失效,而非接触式测量技术中,超声波液位计受高温蒸汽干扰严重,普通雷达液位计则因天线材质与信号处理技术局限,难以满足冶金极端工况需求。上仪集团研发的高温专用雷达液位计,通过材质创新、信号优化、结构强化三大核心技术突破,成为冶金高温液位测量的标杆解决方案。

一、技术核心:三大突破攻克高温测量瓶颈
1. 耐高温天线与隔热结构:直面1200℃极端环境
冶金场景中,熔融金属表面温度可达1200℃以上,普通雷达天线(如金属材质)在高温下易熔化、变形,导致信号发射失效。上仪技术采用刚玉陶瓷或碳化硅天线,这两种材料熔点均超过2000℃,可长期稳定工作于1200℃环境;对于300℃-800℃的熔融盐、高温浆料工况,则选用哈氏合金或高温合金天线,兼顾耐温性与信号传输效率。
为减少高温热辐射对仪表主体的影响,上仪创新设计“隔离式结构”:天线与仪表主体通过耐高温隔热法兰连接,中间填充陶瓷纤维或耐高温岩棉等隔热材料,形成热屏障,确保核心电路在常温环境下稳定运行。
2. 抗干扰信号处理:穿透蒸汽与粉尘的“火眼金睛”
高温熔融物易挥发形成大量蒸汽或烟雾,这些介质对微波信号产生散射干扰,导致普通雷达误判液面。上仪技术搭载“高温蒸汽自适应滤波算法”,通过分析回波的幅值、频率特性,精准区分液面强回波与蒸汽弱干扰回波;同时提升天线增益至25dB以上,增强信号穿透力,即使在浓烟弥漫的熔融炉内,也能稳定捕捉真实液位信号。
此外,针对冶金设备内复杂的结构(如搅拌器、加热管、导流板),上仪采用80GHz高频毫米波技术,波束角可窄至3°,有效避开障碍物干扰,在复杂容器中仍保持高精度测量。
3. 热补偿结构与防爆设计:安全与稳定的双重保障
高温环境下金属部件热胀冷缩,普通仪表连接结构易松动、泄漏。上仪技术采用“热补偿结构设计”,选用热膨胀系数极低的因瓦合金制作连接部件,法兰密封采用耐高温石墨垫片或金属密封圈,确保温度剧烈变化时仍能保持良好密封性;针对高压高温工况(如化工反应釜),仪表主体采用整体锻造不锈钢外壳,耐压等级可达40bar以上,防止介质泄漏引发安全事故。
在安全防护方面,上仪雷达液位计采用隔爆型(Ex dⅡCT4)或本安型(Ex iaⅡCT4)防爆设计,外壳具备防火阻燃特性,内部电路设置过流、过压、过温三重保护,防止高温下电路故障引发安全事故;同时配备“液位异常联动”功能,当液位低于安全下限(如防止干烧)或高于上限(如防止溢料)时,立即触发声光报警并联动切断加热源、进料泵等设备,形成安全闭环。
二、技术对比:上仪雷达与传统方案的差异化优势
技术维度传统接触式液位计(浮球式、热电偶式)普通非接触式雷达液位计上仪高温专用雷达液位计
耐温范围通常≤300℃,高温下易变形失效常规型号≤500℃,高温型号≤800℃覆盖150℃-1200℃全温度区间,适配熔融金属、高温浆料等极端工况
抗干扰能力易受高温腐蚀、结焦导致卡涩,信号衰减严重蒸汽、粉尘环境下易误判液面搭载自适应滤波算法,80GHz高频波束穿透力强,抗蒸汽、粉尘干扰
测量精度±5mm-±10mm,受介质物性、安装环境影响大±3mm-±5mm±1mm-±3mm,精度达亚毫米级,且不受温度、压力、介电常数变化影响
结构稳定性机械部件易磨损,需频繁维护连接结构在高温下易松动泄漏热补偿结构设计,耐压等级达40bar以上,长期稳定运行
安全防护缺乏防爆、过温保护,安全隐患大基础防爆设计,功能单一隔爆/本安型防爆,三重电路保护,液位异常联动预警
使用寿命1-3年,需定期更换部件5-8年,维护成本较高10年以上,每年仅需一次常规维护,维护成本降低70%以上
三、技术价值:推动冶金行业智能化升级
上仪高温专用雷达液位计的技术突破,不仅解决了冶金行业高温液位测量的“卡脖子”难题,更通过数字化、智能化升级,为行业转型提供底层支撑:
非接触测量:避免与高温介质直接接触,从根本上消除传统设备因腐蚀、结焦导致的卡涩问题,减少停机维护时间;
高精度稳定:亚毫米级测量精度与抗干扰能力,满足精细生产与贸易结算需求,助力冶金企业提升产品质量;
安全长效:防爆设计与异常联动功能,构建从数据采集到安全控制的闭环体系,降低生产风险;
智能集成:支持4G/5G、NB-IoT等无线协议,兼容Modbus、OPC UA等工业标准,可无缝对接智慧冶金平台,实现多设备协同控制。
结语
在冶金行业向高温、高压、智能化方向发展的趋势下,上仪高温专用雷达液位计以技术创新重新定义了高温液位测量的标准。其核心优势不仅体现在对极端工况的适应能力,更在于通过数字化、安全化、长效化的设计,为冶金生产提供了更高效、更可靠的“工业眼睛”,推动行业从“经验驱动”向“数据驱动”转型。


