西门子雷达和超声波物位计在位于海拔3990米的四川省甘孜地区白玉县呷村四川鑫源矿业公司的各种料仓上的应用和技术特点。

四川省甘孜地区白玉县呷村银多金属矿位于四川省甘孜州白玉县昌台区麻邛乡境内，目前已探明的矿石储量为781万吨，其中含银1867.53吨、铜8.09万吨、铅40.09万吨、锌65.19万吨、金5.198吨。资源潜在价值达二百多亿元人民币，矿山远景储量亦十分可观，被誉为全国多金属矿“三大明珠”之一。该矿由西部矿业公司、中国华北冶金建设公司、甘孜州玉发矿业有限公司、四川省峨眉山403建设工程公司等6家股东组成的鑫源公司进行开发。并于2006年8月份正式竣工投产（如图1）。

　　该矿的竣工投产，标志着西部矿业向外省迈出可喜步伐，对于加快民族地区经济发展、提供就业机会、发展相关产业等将起到积极的推动作用。

　　一、挑战

　　由于呷村银多金属矿所处的位置海拔较高，基建总包方中国华冶集团公司一直都很担心各种仪表是否能过克服海拔高度的影响而正常工作。这其中用于测量各种矿物料仓的物位仪表对整个系统来说比较重要–既需要通过稳定准确的物位测量来对料仓的高度进行控制，提高生产效率；也需要通过料位测量实现资产管理的目的。中国华冶以前使用过西门子各种物位计，对西门子物位计的性能比较熟悉，也比较放心。因此，中国华冶再次找到西门子公司寻求物位解决方案。经过和技术人员的确认，得知西门子雷达物位计曾在西藏海拔3950m的水泥厂使用了多年，工作一直正常；但对于超声波物位计能否正常使用在海拔这么高的位置，一直不能肯定：毕竟高海拔的位置空气相对稀薄，而且温度较低，而超声波物位计的工作会受到环境的影响。经查，超声波物位计使用过的zui高的海拔高度约为2000m，从未在近4000m的海拔高度使用过。

　　要使用物位计测量呷村银多金属矿的各种料仓的料位，除了要克服各种料仓的不规则料面形成的漫反射而造成的声波能量损失外，还要克服高海拔位置稀薄的空气对声速的影响，以及低温环境对仪表的考验。

　　二、解决方案

　　zui终确定解决方案是采用超声波料位计和雷达物位计结合的方式来解决不同性质的料仓的物位测量：对于高度在15米以内而且物料颗粒度较大的料仓，选用Multiranger超声波物位计（如图2）和各种不同量程的超声波换能器；而针对量程较大（15米以上）或粉尘扬起较大的应用，则选择了西门子的固体型雷达LR400。

　　超声波物位测量解决方案

　　西门子超声波物位测量技术在世界上一直是处于地位，它具有很多*的技术特点及以技术。

　　声阻匹配技术

　　不同于其他公司的产品，西门子采用了一种声阻匹配的技术来作为测量固体料位的主要技术。采用低密度的介质紧贴在超声波发射表面，以降低超声波探头声阻，使发生的超声波能量衰减大到zui小。这也是目前所有的超声波固体测量技术中成本zui低、可靠性zui高、应用的一种技术。据测试，采用声阻匹配技术的超声波探头比普通的超声波探头的性能要提高5~6倍。

矩阵式声源系统

　　当量程增加时，超声波探头的发射能量也需要大大的增加，同时也需要降低发射频率来减少超声波能量在长距离的传输中衰减。但是采用以上技术，也会带来一些“副作用”：波束角增大；超声波能量发散；探头表面的“自清洁”功能不明显，容易粘结物料；较低的发射频率容易受到自然噪声的干扰；精度低等一系列问题。

　　西门子公司采用矩阵式声源系统克服了上述技术的缺点。它选择使用了多个（不是一个）晶振作为发射源；相对于普通的超声波探头，它的发射频率更高，波束角更小（可至6º），表面的震动能量更大，“自清洁”的作用更明显；抵御环境噪声的能力也更强。