hawk导波雷达物位计产品说明书[2]

导波雷达物位计

使用手册

重庆霍克川仪仪表有限公司

目录

测量原理 (3)

产品介绍 (4)

安装指南 (5)

仪表调试 (10)

接线方式 (21)

技术参数 (21)

产品选型 (22)

MPS2000系列导波雷达物位计

测量原理

导波雷达是基于TDR（时间行程）原理的测量仪表。

探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面

时反射回来被仪表内接收器接收。通过独特的等效采样

技术，将记录脉冲发射到接收之间的时间差，最终转化

为仪表到料位之间的距离。并将距离信号转化为物位信

号。

输入

反射的脉冲信号沿缆绳传导至仪表电子线路部分，微处理器对此信号进行处理，识别出

微波脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成，距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：

D=C×T/2 其中C为光速

因空罐的距离E已知，则物位L为：

L=E-D

输出

通过输入空罐高度（零点），满罐高度（满量程）及一些现场工况和应用参数来来使得仪表自动使用现场的测量环境，对应料位的比例输出4～20mA电流信号以及HART仪表总线上的数据。

产品介绍

安装指南

下述的安装指南适用于缆式和杆式探头测量固体颗粒料和

液体物体。同轴管式探头只适用于液体物体。

安装位置：

尽量远离出料口和进料口。

对金属罐和塑料罐，在整个量程范围内不碰壁。如果是金属罐，

物位仪表不要安装在罐的中央。

建议安装在料仓直径的1/4处。

缆式探头或杆式探头离罐壁最小距离不小于30厘米。

探头底部距罐底大约30mm。

探头距罐内障碍物最小距离不小于200mm。

如果容器底部是锥型的，传感器可以安装

罐顶中央，这样可以一直测量到罐底。

测量范围

说明：

H----测量范围

L----空罐距离

B----顶部盲区

E----探头到罐壁的最小距离

顶部盲区是指物料最高料面与测量参考点之间的最小距离。

底部盲区是指缆绳最底部附近无法精确测量的一段距离。

顶部盲区和底部盲区之间是有效测量距离。

注意：

只有物料处于顶部盲区和底部盲区之间时，才能保证罐内物位的可靠测量。

安装条件

合理安装能确保仪表长期可靠而精确的

测量

仪表可采用螺纹连接，螺纹的长度不要超过

150mm，还可以采用在短管上安装。理想的短管直径

小于150mm，高度小于150mm，若安装于较长的短

管上，应底部固定缆绳或选用对中支架以避免缆绳与

短管末端接触。

当仪表需要安装于直径大于200mm短管时，短

管内壁产生回波，在介质介电常数低的情况下会引起测量误

差。因此，对于一个直径为200mm或250mm的短管，需要

选一个带“喇叭接口”的特殊法兰。尽量避免安装在直径大于

250mm的短管上。

DN200或DN250的安装于短管内安装在塑料罐上安装

注意！

无论是缆式或杆式若想仪表工作正常，过程

连接表面应为金属。当仪表装在塑料罐上时，若

罐顶也是塑料或其它非导电材质时，仪表需要配

金属法兰，若采用螺纹连接，需配一块金属板。

缆绳所受下拉力

当加料和出料时，介质对缆绳将产生下拉力，下拉力的大小取决于下列因素：

缆绳长度,、物料的密度,、储仓的直径、缆绳的直径

几种典型固体介质拉力曲线

测量液体时的安装指导

下述安装指导适用于杆式和缆式探头，管式探头测量与安装方式无关。

安装位置

距离罐壁的距离建议为罐直径的1/6～1/4(至少300mm，混凝土罐至少400mm)

不要安装在金属罐中间

不要装在下料口处

选择探头长度时，注意探头底部距罐底约大于30mm

注意介质温度

罐内障碍物

安装时注意探头距离障碍至少200mm

干扰的祛除

干扰回波抑制：软件可实现对干扰回波的抑制，从而达到理想测量效果

旁通管及导波管（仅适用于液体）对于粘度不打于500cst，可采用旁通管，导波管或管式来避免干扰。

液体标准安装

对于粘度≤500cst且不易产生粘附的介质，管式探头是最佳方案，其特点如下：

卓越的可靠性

可用于介电常数大于等于1.4的任何介质，测量与介质的导电性无关

罐内障碍物及短管尺寸不影响测量

比杆式探头能承受的横向压力高

对于高粘度的介质，建议使用杆式探头

仪表在卧罐及立罐上的安装

管式探头及杆式探头最长可到6米对于测量距离超过6米的罐，可选用8mm缆式探头安装及固定方式同固体粉仓测量

对距罐壁的距离无限制，只要避免探头接触罐壁即可

如果罐内障碍物比较多或过于靠近探棒时，请选用管式探头

腐蚀性介质测量

如果测量腐蚀性介质，可选用杆式探头套一个塑料套管进行测量

仪表调试

MPS2000可以通过三种方式调试：

通过显示调整模块

通过调试软件

通过HART手持编程器

1：现场编程模块

编程器由6个按键和一个液晶显示屏，可以显示调整菜单和参数设置。其功能相当于一个分析处理仪表。

2：通过显示调整模块

MPS2000可通过显示器按键进行仪表调试；

2．1 导波雷达物位计提供了丰富的菜单操作，可以通过菜单操作对仪表进行组态，达到需要测量的功能要求。

2．2 按键说明：显示面板上对应四个按键分别对应

1：“确认（ok）逐级进入菜单”

2：“取消（esc）逐级退出菜单”

3：“菜单指针上移选定”

4：“菜单指针下移选定”

如右图

2．3：菜单操作

导波雷达物位计菜单为多级菜单，在主菜单项中根据功能划分分为基本设置、回波设置、显示设置、线性化、出厂设置、正信设置、安全设定、探头设定、诊断记录、系向记录共10个子菜单项，分别进行不同的功能设定。现根据每个子菜单项分别进行详细说明。

2.3.1：基本设置

进行物位计工作状态中的通用设置。现对每一个子菜单进行详细说明。

2.3.1.1：量程上限

对应测量量程上限，由用户根据工况进行设定。按确定键进入调整模式通过上下按键

输入值，再按确定键确定。键入值应小于传感器范围。11

2.3.1.2：量程下限

对应测量量程下限，由用户根据工况进行设定。按确定键进入调整模式通过上下按键

输入值，再按确定键确定。键入值应小于传感器范围。1

2.3.1.3：介质形态

测量介质形态，分为固态、液态，由用户根据工况进行设定。按上下键选择，确认键

确认选择项。液

2.3.1.4：介电常数

有1.4～1.6－>7共六个选项进行选择，用户根据测量介质进行选择。按上下键选择，

确认键确认选择项。1.9—2.5

2.3.1.5：过程属性

分为正常变化、快速变化两种状态。按上下键选择，确认键确认选择项。

正常变化表示测量值进行正常跳变。

快速变化表示测量值变化时进行快速跳变。快速

2.3.1.6：阻尼时间

你可以通过输入键盘以0.1 秒为步进长度设置电子阻尼的时间常数，其范围为0 到100

秒。按确定键进入调整模式通过上下按键输入值，再按确定键确定。25

2.3.1.7：电流属性

电流输出方向选择。按上下键选择，确认键确认选择项。

正向：输出低为4mA，高为20mA。

反向：输出低为20mA，高为4mA。反向

2.3.2：回波设置

回波设置菜单中可通过图形监控当前采样计算用回波，可将波形进行放大缩小，并根据现场条件进行回波的编辑修改和添加删除。

波形曲线分为：回波曲线、虚假回波曲线、原始信号曲线、空罐曲线。

回波曲线通过原始信号曲线、虚假回波曲线、空罐曲线得到，为最终计算用曲线。

回波曲线图如上所示：

X轴为距离，Y轴为信号大小（db）。

①测量起始点，对应量程低限。

②测量结束点，对应量程高限。

③传感器测量最大限制点，对应传感器高限。

④当前测量距离最佳位置，对应测量最佳波形位置。

⑤阈值，阈值修改可在出厂设置－距离校正－输入域值中进行设置。在域值以下波形将

无效，不参与计算。

在图形画面中按确认键进入下一级菜单：

；X轴放大

；Y轴放大46--111

；不放大

在回波曲线图形中按确认键可进入回波放大监视设置，可以在显示器上对所关心的回波范围进行监视，选择X轴放大以及Y轴放大，按上下按键先调节开始点，确认后再调节结

束点，最后确认可得到放大后区间图形。

2.3.2.2：虚假回波曲线

db

虚假回波曲线如上图由原始信号曲线得到，在计算回波曲线时作回波抑制。可通过菜单进行编辑、添加、修改。也可通过上位机进行组态。

在图形画面中按确认键进入下一级菜单：

；X轴放大 4.73—10.6

；Y轴放大

；不放大

；更改回波

在虚假回波曲线图形中按确认键可进入虚假回波放大监视设置，可以在显示器上对所关心的虚假回波范围进行监视，选择X轴放大以及Y轴放大，按上下按键先调节开始点，确认后再调节结束点，最后确认可得到放大后区间图形。

2.3.2.3：原始信号曲线

原始信号曲线为传感器采样得到的未经处理的信号曲线，对用户提供放大功能，作为计算回波时的参考波形。

在图形画面中按确认键进入下一级菜单：

；X轴放大4.23—10.6

；Y轴放大

；不放大

在原始信号曲线图形中按确认键可进入原始信号放大监视设置，可以在显示器上对所关心的原始信号范围进行监视，选择X轴放大以及Y轴放大，按上下按键先调节开始点，确认后再调节结束点，最后确认可得到放大后区间图形。

2.3.2.4：空罐曲线

空罐曲线由用户设定，达到去零点以及波形毛刺的功能。

在图形画面中按确认键进入下一级菜单：

；X轴放大4.48—5.77

；Y轴放大60--74

；不放大

；更改回波

在空罐曲线图形中按确认键可进入空罐曲线放大监视设置，可以在显示器上对所关心的空罐曲线范围进行监视，选择X轴放大以及Y轴放大，按上下按键先调节开始点，确认后再调节结束点，最后确认可得到放大后区间图形。

更改回波中可对空罐曲线进行编辑。

2.3.3：显示设置调节显示器设置以及量程

2.3.3.1：显示内容

显示内容选项分为距离、料高、空高、电流、百分比米。选择不同选项在显示器上显示不同对应内容。

2.3.3.2：显示单位

显示单位对应米、分米、厘米、毫米，在距离选项中对应不同单位距离。

2.3.3.3：比例0％

对应100％，设定输入量程100％对应距离，由确认键确认输入，上下键输入数据。0.5m 2.3.3.4：比例100％

对应0％，设定输入量程0％对应距离，由确认键确认输入，上下键输入数据。

注：对应100％输入值应大于对应0％值，两者差值应大于最小量程。9m

2.3.4：线性化调节使用并编辑线性化算法，以达到最佳使用效果。

2.3.4.1：距离线性

设定是否使用距离线性算法。不使用

2.3.4.2：比例线性

设定是否使用比例线性算法。不使用

2.3.4.3：距离编辑

向距离线性化算法中编辑线性化点值。

对应value1 m value2 m 其中value1为实际仪表测量距离，value2为标准距离。

通过距离编辑可对测量不准确点进行线性化校正得到准确测量值。

注：具体输入点值由用户决定。

校正点前点必须小于后点。

当校正点大于等于2个时，使用线性化算法才能真正达到目的。

2.3.4.4：比例编辑

向比例线性化算法中编辑线性化点值。

对应value1 ％value2 ％其中value％1为实际仪表测量值对应比例，value2％为标准值对应比例。

通过比例编辑可对测量不准确点进行线性化校正得到准确测量比例。

注：具体输入点值由用户决定。

校正点前点必须小于后点。

当校正点大于等于2个时，使用线性化算法才能真正达到目的。

2.3.5：出厂设置

仪表出厂时对应的基本设置，在使用前必须根据使用环境条件进行设置，在使用中可进行改变。

2.3.5.1：测量上限

设置传感器测量上限，由传感器决定。18m

2.3.5.2：测量下限

设置传感器测量下限，由传感器决定。2.2m

2.3.5.3：零点校正-0.5m

调整传感器由于安装位置等条件下产生的传感器偏移。范围在（－3～＋3m之间，缺省0m）。

2.3.5.4：比例校正

调整传感器比例值，范围（0.5～2，缺省为1）。1

2.3.5.5：电流强制

通过按键操作仪表输出固定电流值，范围（2~22mA）。由确认键确认输入，上下键输入数据。19

2.3.5.6：取消强制

取消通过电流强制菜单输入的强制电流输出，恢复仪表正常工作输出电流状态，按确认后取消并退出主菜单。

2.3.5.7：4mA校正

4mA电流校正，校正现通过仪表输出的4mA电流信号。输入数据通过外设观察并最终校正到标准4mA。由确认键确认输入，上下键输入数据。5

2.3.5.8：20mA校正

20mA电流校正，校正现通过仪表输出的20mA电流信号。输入数据通过外设观察并最终校正到标准20mA。由确认键确认输入，上下键输入数据。21

2.3.5.9：校正电流

将4mA校正、20mA校正操作后得到的校正数据进行最终校正，完成4～20mA校正功能。

按确认键进入距离校正图形画面，图形中显示

1：测量开始点对应量程低限。

2：测量结束点对应量程高限。

3：传感器测量最大限制点对应传感器高限。

4：测量位置对应测量最佳波形位置。

5：域值波形抑制点，即在域值以下波形将无效，不参与计算。

在图形画面中按确认键进入下一级菜单：

；X轴放大

；Y轴放大

；不放大

；输入限值修改回波测量开始点和结束点，通过确认键和上下键配合输入。

；输入域值修改设定回波域值，通过确认键和上下键配合输入。

；输入距离1 输入校正距离1（保留，未使用）

；输入距离2 输入校正距离2（保留，未使用）

；回波校正校正回波（保留，未使用）

在图形曲线中按确认键可进入曲线放大监视设置，可以在显示器上对所关心的曲线范围进

行监视，选择X轴放大以及Y轴放大，按上下按键先调节开始点，确认后再调节结束点，最后确认可得到放大后区间图形。

2.3.6：正讯设置

2.3.6.1：设置HART通讯地址，范围0～15，通过确认键和上下键配合输入。11

2.3.7：安全设定

2.3.7.1：电流报警

在仪表错误出现时设定电流报警方式

；不变报警时电流输出不变，直接输出计算出的电流。

；3.8mA 报警时电流3.8mA。

；22mA 报警时电流22mA。

2.3.7.2：失波设置

采样计算波形丢失，即未找到波形时操作方式设定。菜单分为：

；失波操作

；跟随设置

；指定设置

通过确认键和上下键配合设置。

2.3.7.2.1：失波操作包含

；跟随选择失波跟随方式

；保持保持输出现有测量值。

；指定输出指定距离值（值在下级菜单中设定）。

通过确认键和上下键配合设置。

2.3.7.2.2：跟随设置

2.3.7.2.2.1；跟随方式选择跟随方式

；量程限制测量值与设定量程比较输出量程低值或高值。

；测量限制测量值与传感器量程比较输出传感器低值或高值。

；指定测量值与指定上下限进行比较输出指定上限值或下限值。

指定上下限值将在下级菜单中设置

2.3.7.2.2.2；指定上限

设定跟随上限，通过确认键和上下键配合设置。11

2.3.7.2.2.3；指定下限

设定跟随下限，通过确认键和上下键配合设置。1

2.3.7.2.3：指定设置

设定失波操作中“指定”方式输出中指定的距离。

通过确认键和上下键配合设置。4

2.3.7.3：跳变设置

对测量数据跳变方式进行设置，即上次值到本次值的跳变方式选择。

2.3.7.3.1：跳变方式

设定跳变方式，包含

；跳变直接从上次值跳变到本次值。

；等待跳变等待跳变时间设定值后，再进行跳变。

；速度跳变以跳变速度设定值进行跳变。

2.3.7.3.2：跳变距离

按键输入设定跳变距离，当设定跳变距离值大于上次值到本次值的差值时，

不使用跳变方式，使用阻力值进行处理。小于上次值到本次值的差值时，

根据设定跳变方式进行跳变。1

2.3.7.3.3：跳变时间

按键输入设定“等待跳变”等待时间值。

2.3.7.3.3：跳变速度

按键输入设定“速度跳变”变化速度值。0.6

2.3.8：探头设定设定传感器长度以及底部位置

；探头长度传感器长度设置，长度应大于量程设定最大值。11

；探头底部设定底部悬空和重锤两种方式。

通过确认键和上下键配合设置。

2.3.9：诊断记录

读出当前仪表状态。

；工作状态读出当前仪表工作状态为正常状态或错误状态。