一、測量原理
反射的脈沖信號沿纜式或桿式探頭傳導至儀表電子線路部分，微處理器對此信號進行處理，識別出微波脈沖在物料表面所產生的回波。正確的回波信號識別由脈沖軟件完成，距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程T成正比：
D=C×T/2
其中C為光速
因為空罐的距離E已知，則物位L為：
L=E-D
二、粉煤灰的技術性質
粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。另外粉煤灰可作為混凝土的摻合料。
粉煤灰的燃燒過程：煤粉在爐膛中呈懸浮狀態燃燒，燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內燒盡，而煤粉、粉煤灰中的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫煙氣中。這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融，同時由于其表面張力的作用，形成大量細小的球形顆粒。在鍋爐尾部引風機的抽氣作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細粒因受到一定程度的急冷呈玻璃體狀態，從而具有較高的潛在活性。在引風機將煙氣排入大氣之前，上述這些細小的球形顆粒，經過除塵器，被分離、收集，即為粉煤灰。
粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，現階段我國年排渣量已達3000萬t。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰的處理和利用問題引起人們廣泛的注意。
①粉煤灰的形成階段
粉煤在開始燃燒時，其中氣化溫度低的揮發分，首先自礦物質與固體碳連接的縫隙間不斷逸出，使粉煤灰變成多孔型炭粒。此時的煤灰，顆粒狀態基本保持原煤粉的不規則碎屑狀，但因多孔型性，使其表面積更大。
第二階段
伴隨著多孔性炭粒中的有機質*燃燒和溫度的升高，其中的礦物質也將脫水、分解、氧化變成無機氧化物，此時的煤灰顆粒變成多孔玻璃體，盡管其形態大體上仍維持與多孔炭粒相同，但比表面積明顯地小于多孔炭粒。
第三階段
隨著燃燒的進行，多孔玻璃體逐漸融收縮而形成顆粒，其孔隙率不斷降低，圓度不斷提高，粒徑不斷變小，zui終由多孔玻璃轉變為一密度較高、粒徑較小的密實球體，顆粒比表面積下降為zui小。不同粒度和密度的灰粒具有顯著的化學和礦物學方面的特征差別，小顆粒一般比大顆粒更具玻璃性和化學活性。
zui后形成的粉煤灰(其中80%～90%為飛灰，10%～20%為爐底灰)是外觀相似，顆粒教細而不均勻的復雜多變的多相物質。飛灰是進入煙道氣灰塵中zui細的部分，爐底灰是分離出來的比較粗的顆粒，或是爐渣。這些東西有足夠的重量，燃燒帶跑到爐子的底部。
②粉煤灰的組成
1 粉煤灰的化學組成
我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO2等，此外還有P2O5等。其中氧化硅、氧化鈦來自黏土，巖頁；氧化鐵主要來自黃鐵礦；氧化鎂和氧化鈣來自與其相應的碳酸鹽和硫酸鹽。
粉煤灰的元素組成(質量分數)為：O 47.83%，Si 11.48%～31.14%，Al 6.40%～22.91%，Fe 1.90%～18.51%，Ca 0.30%～25.10%，K 0.22%～3.10%，Mg 0.05%～1.92%，Ti 0.40%～1.80%，S 0.03%～4.75%，Na 0.05%～1.40%，P 0.00%～0.90%，Cl 0.00%～0.12%，其他0.50%～29.12%。
由于煤的灰量變化范圍很廣，而且這一變化不僅發生在來自世界各地或同一地區不同煤層的煤中，甚至也發生在同一煤礦不同的部分的煤中。因此，構成粉煤灰的具體化學成分含量，也就因煤的產地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。其主要化學組成見下表。
我國電廠粉煤灰化學組成 %
成分 燒失量 均值
SiO2 34.30～65.76 50.8
A12O3 14.59～40.12 28.1
Fe2O3 1.50～16.22 6.2
CaO 0.44～16.80 3.7
MgO 0.20～3.72 1.2
SO3 0.00～6.00 0.8
Na2O 0.10～4.23 1.2
K2O 0.02～2.14 0.6
2 粉煤灰相關信息
粉煤灰的活性主要來自活性SiO2(玻璃體SiO2)和活性A12O3 (玻璃體A12O3 )在一定堿性條件下的水化作用。因此，粉煤灰中活性SiO2、活性A12O3和f-CaO(游離氧化鈣)都是活性的的有利成分，硫在粉煤灰中一部分以可溶性石膏(CaSO4)的形式存在，它對粉煤灰早期強度的發揮有一定作用，因此粉煤灰中的硫對粉煤灰活性也是有利組成。
粉煤灰中的鈣含量在3%左右，它對膠凝體的形成是有利的。國外把CaO含量超過10%的粉煤灰稱為C類灰，而低與10%的粉煤灰稱為F類灰。C類灰其本身具有一定的水硬性，可作水泥混合材，F類灰常作混凝土摻和料，它比C類灰使用時的水化熱要低。
粉煤灰中少量的MgO、Na2O、K2O等生成較多玻璃體，在水化反應中會促進堿硅反應。但MgO含量過高時，對安定性帶來不利影響。
粉煤灰中的未燃炭粒疏松多孔，是一種惰性物質不僅對粉煤灰的活性有害，而且對粉煤灰的壓實也不利。過量的Fe2O3對粉煤灰的活性也不利。
粉煤灰的礦物組成
由于煤粉各顆粒間的化學成分并不**，因此燃燒過程中形成的粉煤灰在排出的冷卻過程中，形成了不同的物相。比如：氧化硅及氧化鋁含量較高的玻璃珠在鐵礦，另外，粉煤灰中晶體礦物的含量與粉煤灰冷卻速度有關。一般來說，冷卻速度較快時，玻璃體含量較多：反之，玻璃體容易析晶。可見，從物相上講，粉煤灰是晶體礦物和非晶體礦物的混合物。其礦物組成的波動范圍較大。一般晶體礦物為石英、莫來石、磁鐵礦、氧化鎂、生石灰及無水石膏等，非晶體礦物為玻璃體、無定形碳和次生褐鐵礦，其中玻璃體含量占50%以上。
③粉煤灰的結構
粉煤灰的結構是在煤粉燃燒和排出過程中形成的，比較復雜。在顯微鏡下觀察，粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃炭組成的一個復合結構的混合體。混合體中這三者的比例隨著煤燃燒所選用的技術及操作手法不同而不同。其中結晶體包括石英、莫來石、磁鐵礦等；玻璃體包括光滑的球體形玻璃體粒子、形狀不規則孔隙少的小顆粒、疏松多孔且形狀不規則的玻璃體球等；未燃炭多呈疏松多孔形式。
④粉煤灰的性質
物理性質
粉煤灰的物理性質包括密度、堆積密度、細度、比表面積、需水量等，這些性質是化學成分及礦物組成的宏觀反映。由于粉煤灰的組成波動范圍很大，這就決定了其物理性質的差異也很大。
粉煤灰的基本物理性質見表。
項目范圍均值密度(g／cm3) 1.9～2.9 2.1
堆積密度/(g／cm3) 0.531～1.261 0.780
比表面積(cm2／g)：
氮吸附法 800～19500 3400
透氣法 1180～6530 3300
原灰標準稠度/% 27.3～66.7 48.0
需水量/% 89～130 106
28d抗壓強度比/% 37～85 66
粉煤灰的物理性質中，細度和粒度是比較重要的項目。它直接影響著粉煤灰的其他性質，粉煤灰越細，細粉占的比重越大，其活性也越大。粉煤灰的細度影響早期水化反應，而化學成分影響后期的反應。
④化學性質
粉煤灰是一種人工火山灰質混合材料，它本身略有或沒有水硬膠凝性能，但當以粉狀及水存在時，能在常溫，特別是在水熱處理(蒸汽養護)條件下，與氫氧化鈣或其他堿土金屬氫氧化物發生化學反應，生成具有水硬膠凝性能的化合物，成為一種增加強度和耐久性的材料。
⑤粉煤灰的存在形態
粉煤灰是以顆粒形態存在的，且這些顆粒的礦物組成、粒徑大小、形態各不相同。人們通常將其形狀分為珠狀顆粒和渣狀顆粒兩大類。根據北京科技大學宋存義等用掃描式電子顯微鏡的觀察表明，粉煤灰由多種粒子構成，其中珠狀顆粒包括空心玻珠(漂珠)、厚壁及實心微珠(沉珠)、鐵珠(磁珠)、炭粒、不規則玻璃體和多孔玻璃體等五大品種。其中不規則玻璃體是粉煤灰中較多的顆粒之一，大多是由似球和非球形的各種渾圓度不同的粘連體顆粒組成。有的粘連體斷開后，其外觀和性質與各種玻璃球形體相同，其化學成分則略有不同。多孔玻璃體形似蜂窩，具有較大的表面積，易黏附其他碎屑，密度較小，熔點比其他微珠偏低，其顏色由乳白至灰色不等。在掃描式電子顯微鏡下可以比較容易地觀察到不規則玻璃體的存在。渣狀顆粒包括海綿狀玻璃渣粒、炭粒、鈍角顆粒、碎屑和粘聚顆粒等五大品種。正是由于這些顆粒各自組成上的變化，組合上的比例不同，才直接影響到粉煤灰質量的優劣。
