上海渐朗电子科技有限公司料位测量毫米波雷达传感器 JLS-60A-S20,产品广泛应用于各种恶劣环境(高粉尘、蒸汽、雨雪雾、强光、振动、噪音等环境下)输送、装车、装船、堆取料机、及防碰撞场所。可广泛应用于高速动态料位测量、堵料检测、边沿检测、停车位置检测等技术需求。在堵料检测应用中获得了广泛的应用。本文介绍在卷烟厂烟丝传送线上和生物质发电厂堵料检测的两个案例。
一、工业散料输送中的堵料问题
在卷烟生产、生物质发电等连续化工业生产过程中,烟丝、树枝、秸秆等散料通常需要经过料仓、溜槽、输送管道及给料设备,完成储存、转运和连续供料。由于物料形态、尺寸、含水率和堆积状态存在差异,输送过程中容易出现架桥、搭接、局部堆积或流动中断等情况。

堵料发生后,如果未能及时发现,上游设备可能继续供料,使局部堆积进一步加重,并造成输送设备负荷异常、物料溢出甚至生产线停机。对于连续生产工艺而言,堵料检测不仅要判断设备内部是否有物料,更重要的是及时识别物料是否仍在正常流动,以及是否出现流动减缓和异常堆积的趋势。

二、两个典型行业的堵料检测需求
1. 卷烟厂烟丝输送
烟丝具有质量轻、蓬松、形态不规则等特点。在气力输送、落料、转接和料仓供料过程中,烟丝可能因缠绕、堆积、局部架桥或输送条件变化而出现流动不畅。部分输送环节封闭或空间狭窄,操作人员难以直接观察内部状态;如果仅依靠设备运行信号,也不一定能够及时判断烟丝是否真正通过检测位置。
因此,卷烟生产现场需要一种能够在不直接接触烟丝的情况下,对指定位置的物料通过状态进行连续监测的手段。当烟丝正常通过时,系统应能够识别其持续变化的回波特征;当烟丝停止通过或出现持续堆积时,则应及时输出异常状态,为设备控制和现场处置提供依据。

2. 生物质发电厂树枝、秸秆输送
生物质发电厂使用的树枝、秸秆等燃料通常具有长度不一、形状不规则、堆积密度变化较大等特点。物料在料斗、溜槽、输送转接点及炉前给料环节,容易因相互交错、搭桥或局部挤压而形成堵塞。物料含水率和批次差异也会影响其流动性,使堵料状态具有一定的不确定性。
这类场景的检测重点,是判断物料是否持续下落或通过,以及检测区域内是否出现长时间不变化、异常堆积等现象。及时发现流动中断,可以为停止上游给料、启动疏通机构或通知现场人员处理提供信号,避免堵塞进一步扩大。

三、毫米波雷达堵料检测的技术原理
毫米波雷达通过发射和接收电磁波,获取检测区域内物料的距离及回波强度等信息。将这些测量结果按时间连续记录,可以形成反映物料状态变化的时序数据。与单次测距不同,堵料监测关注的是一段时间内回波特征是否持续变化,以及变化是否符合正常输送过程的规律。
在实际应用中,雷达可根据现场结构安装在料流经过的位置,对物料通过区域或易发生堆积的位置进行监测。系统综合分析有效回波的距离、强度、连续性及其随时间的变化,并结合现场工艺设置判断条件,从而识别正常流动、流动减缓、停止流动和持续堆积等状态。
其核心判断逻辑可以概括为 Flow / No Flow,即物料流动与不流动检测。当检测区域内的回波持续呈现正常变化特征时,系统判断物料处于流动状态;当回波在设定时间内缺少正常变化,或距离、强度等特征出现持续异常时,系统进一步判断是否存在流动中断或堵料风险。通过设置合理的持续时间、变化阈值和异常过滤规则,可以减少短时波动、偶发飞散物料等因素造成的误报警。
需要说明的是,雷达输出的是检测区域内的回波测量信息,最终的堵料状态由算法结合工艺条件进行判断。因此,安装位置、雷达视场、物料特性和现场运行节拍都需要在调试阶段进行验证,并针对不同物料建立适当的判断参数。
四、毫米波雷达在两个行业的应用
1. 卷烟厂烟丝堵料监测
在卷烟厂烟丝输送环节,毫米波雷达可布置在需要监测的输送通道、落料位置或设备连接部位,对烟丝通过情况进行连续检测。正常输送时,烟丝进入和离开检测区域会引起回波距离、强度及连续性等特征变化;当烟丝停止通过,或在检测位置形成持续堆积时,回波时序特征会发生改变。
系统对上述变化进行连续分析,并依据设定的状态判据输出正常、异常或堵料报警信号。报警信号可接入现场PLC或上位控制系统,用于提示操作人员检查相关设备,也可根据工艺控制要求参与联锁控制。通过这种方式,现场人员能够更早获知输送状态异常,减少仅依靠人工巡检发现问题的滞后性。
2. 生物质发电厂树枝、秸秆堵料监测
在生物质燃料输送过程中,毫米波雷达可针对料斗出口、溜槽、给料通道等易发生搭桥和堆积的位置进行监测。对于树枝、秸秆等形态不规则的物料,检测算法不宜仅依据某一个瞬时距离值作出判断,而应结合连续回波变化、有效峰值的持续情况以及异常状态维持时间进行综合分析。
当物料正常下落时,检测区域内的回波通常随物料运动而变化;当物料搭桥、卡滞或停止下落时,回波变化规律可能减弱或转为相对稳定。系统通过识别这种状态变化,判断是否出现流动异常,并向PLC或现场控制系统输出报警信号,为停止给料、启动疏通装置或安排人工检查提供依据。
五、应用价值与推广前景
料位测量毫米波雷达传感器 JLS-60A-S20的堵料监测能够为封闭或不易观察的输送环节提供连续状态信息,帮助现场及时发现物料流动异常,减少堵料扩大后造成的非计划停机、人工清理和设备维护工作。料位测量毫米波雷达传感器 JLS-60A-S20可作为独立检测单元接入PLC及上位监控系统,形成状态显示、异常报警和设备联动功能,完善输送系统的自动化监测能力。
烟丝与树枝、秸秆虽然在物理形态和流动特性上存在明显差异,但其输送过程都涉及物料通过、流动中断和局部堆积等问题。毫米波雷达通过非接触测量与时序分析,可以针对不同物料和设备结构进行安装及算法适配。除卷烟和生物质发电行业外,该技术还可进一步探索应用于木屑、稻壳、谷物、煤炭、矿石及其他散料的输送和给料过程。
随着工业生产对连续运行、少人化巡检和设备状态监测的要求不断提高,基于毫米波雷达的物料流动状态检测,可成为传统料位检测之外的一种补充手段,为散料输送过程的堵料预警和自动化控制提供新的技术选择。