雷达物位计原理及应用
lr200雷达物位计

LR 200雷达液位变送器概述SITRANS LR 200是SIEMENS公司原装进口二线制回路供电脉冲雷达液位计,使用先进的脉冲雷达技术提供20m液体和浆体的可靠测量,用于测量储罐或简单工艺过程设艺设备中液体物料液位,特别适合化工厂和罐区应用。
工作原理雷达发射装置产生足够的电磁能量,经过收发转换开关传送给天线。
天线将这些电磁能量辐射至大气中,集中在某一个很窄的方向上形成波束,向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后,将沿着各个方向产生反射,其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向,被雷达天线获取。
天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机,形成雷达的回波信号。
由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减,雷达回波信号非常微弱,几乎被噪声所淹没。
接收机放大微弱的回波信号,经过信号处理机处理,提取出包含在回波中的信息,送到显示器,显示出目标的距离。
产品特点非接触式测量通过红外线本安手持编程器,SIMATIC PDM或HART 编程。
专利的声智能信号处理技术。
极高的信/噪比。
抑制对于固定物体的自动虚假回波。
提供不同的法兰,喇叭和导波天线选项。
主要技术参数测量范围:0.3~20m盲区:0.3m加屏蔽延伸段长度精度:±0.1%FS或10m m重复性:±5mm电源:额定电压24Vdc(最大负载电阻550Ω),最大30Vdc输出:二线制4~20mA 通讯协议:HART频率:5.8GHz(北美6.3GHz)发射角度:200电气接口:1/2"NPT或M20×1.5内螺纹介质介电常数:ε>3(ε<3的介质使用波导天线或导波管)数字更新时间:≤1.5s过程温度:-40~200℃环境温度:-40~80℃过程压力:-0.1~1.6MPa(与过程温度有关)过程连接:详见选型表外壳材质:铝合金防护等级:IP67认证:ATEXII 1 G、EExiaIICT4选型表1.7ML5423 PTFE杆式天线型7ML5423- SITRANS LR200,PTFE杆式天线1 PTFE-Teflon,使用如下过程连接 天线材质AA DIN DN50 PN16 FF法兰, 316不锈钢BA DIN DN80 PN16 FF法兰, 316不锈钢CA DIN DN100 PN16 FF法兰, 316不锈钢DA DIN DN150 PN16 FF法兰, 316不锈钢FB 2" ANSI 150 lb, FF法兰, 316不锈钢GB 3" ANSI 150 lb, FF法兰, 316不锈钢HB 4" ANSI 150 lb, FF法兰, 316不锈钢JB 6" ANSI 150 lb, FF法兰, 316不锈钢AC DIN DN50 PN40 FF法兰, 316不锈钢BC DIN DN80 PN40 FF法兰, 316不锈钢CC DIN DN100 PN40 FF法兰, 316不锈钢DC DIN DN150 PN40 FF法兰, 316不锈钢FD 2" ANSI 300 lb, FF法兰, 316不锈钢GD 3" ANSI 300 lb, FF法兰, 316不锈钢HD 4" ANSI 300 lb, FF法兰, 316不锈钢JD 6" ANSI 300 lb, FF法兰, 316不锈钢AE JIS DN50 10K, FF法兰, 316不锈钢BE JIS DN80 10K, FF法兰, 316不锈钢CE JIS DN100 10K, FF法兰, 316不锈钢DE JIS DN150 10K, FF法兰, 316不锈钢LA 1-1/2”NPT螺纹连接,316不锈钢MA 2”NPT螺纹连接,316不锈钢LC 1-1/2”BSP螺纹连接,316不锈钢MC 2”BSP螺纹连接,316不锈钢LE 1-1/2”G螺纹连接,316不锈钢ME 2”G螺纹连接,316不锈钢过程连接0 无延长1 延长50mm, PTFE2 延长100mm, PTFE3 延长100mm, 316不锈钢保护层4 延长150mm, 316不锈钢保护层5 延长200mm, 316不锈钢保护层6 延长250mm, 316不锈钢保护层天线延长0 一体化垫片,仅适用于FF法兰连接1 氟橡胶O型圈,适用于螺纹连接及天线延长选项3~6过程密封/垫片0 铝合金,环氧涂层,2个1/2″NPT1 铝合金,环氧涂层,2个M20外壳/电缆入口A 4-20mA, HART 通讯/输出A普通型,CE,CSA US/CB普通型,FM,FCC,6.3GHz,用于北美C CSA I和II级,I区,A、B、C、D、G组,本安型配安全栅D FM,I和II级,I区,A、G组,FCC,6.3GHz用于北美,本安型配安全栅E ATEXII 1G EExiaIICT4认证0 查压力/温度曲线1 0.5bar最大额定压力 C12测试报告4-20mA, HART 其它2.7ML5422 PP杆式天线型7ML5422- SITRANS LR200,整体结构PP 杆式天线(最大3bar,80℃) 0 铝合金,环氧涂层,2个1/2″NPT 1 铝合金,环氧涂层,2个M20外壳/电缆口 A 1-1/2″NPT,PP,带100mm保护层B 1-1/2″BSP,PP,带100mm保护层C 1-1/2″G,PP,带100mm 保护层D 1-1/2″NPT,PP,带250mm 保护层E 1-1/2″BSP,PP,带250mm 保护层F 1-1/2″G,PP,带250mm 保护层天线类型/材质A 普通型,CE,CSA US/CB 普通型,FM,FCC,6.3GHz,用于北美C CSA I 和II 级,I 区,A、B、C、D、G 组,本安型配安全栅D FM,I 和II 级,I 区,A、G 组,FCC,6.3GHz 用于北美,本安型配安全栅E ATEXII 1G EExiaIICT4认证 1 4-20mA, HART 通讯/输出C12 测试报告 其它可选配套项:手操器:本安型,EExia订货号7ML5830-2AH操作手册:英文,订货号7ML19985FN01产品外形及安装示意图1/2″或×1.5拱顶罐平顶罐锥顶罐备注:√√理想的不推荐的。
凯孚导波雷达液位计-说明书

干扰的优化 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)对于粘度不大于 500cst,可采用旁通管或导波管来避
免干扰。 低介电常数液体的安装
对于介电常数大于 1.3,粘度≤50装在导波 管中测量,其特点如下: 卓越的可靠性、高精度 可用于介电常数≥1.3 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 腐蚀性介质测量
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适用介质:液体,特别是低介电常数的液体 应 用:无离子水、脱氧水等液体的测量 防爆认证:Exia IIC T6 Ga/ Exd IIC T6 Gb 测量范围:6m 频 率:500MHz-1.8GHz 天 线:同轴管式天线 测量精度:±5mm 过程温度:-40~130℃(标准型)/-40~250℃(高温型) 过程压力:(-0.1~4)MPa 信号输出:(4~20)mA/HART 现场显示:四位 LCD 可编程 电 源:两线制(DC24V)/四线制(DC24V/AC220V) 外 壳:铝 单腔/铝 双腔/塑料/不锈钢 单腔 过程连接:螺纹/法兰(选配)
下图为双缆式雷达物位计安装图,主要用于低介电常数液体液位及低介电常数 轻质固体粉料料位的测量
特 点:
介电常数比较小的液体及轻质固体粉料可以采 用双缆式测量方式,以保障良好的准确测量。
可以测量介电常数≥1.6 的任何介质。 一般用于测量粘度≤500cst 而且不容易产生粘
附的介质。 双缆式雷达物位计最大量程可以达到 30 米。
如果测量腐蚀性介质,可选用杆式或缆式探头套 PTFE、PFA 套管进行测量。 卧罐及立罐上的安装 杆式探头最长可到 6 米,对于测量距离超过 6 米的储罐,可选用 4mm 缆式探头 安装及固定方式同固体粉仓测量 距罐壁的距离大于等于 300mm,一定避免探头接触罐壁 选择探头长度时,注意探头底部距罐底大于 30mm
雷达料位计产品说明书

6.3G智能雷达物位计产品说明书金湖通科仪表有限公司目录一、智能雷达物位计测量原理 (3)产品简介 (4)安装指南 (5)仪表尺寸 (9)测量条件 (11)编程调试 (11)技术参数 (13)产品选型 (14)二、导波雷达物位计测量原理 (17)产品简介 (19)安装指南 (20)调试 (23)仪表尺寸 (24)技术参数 (24)产品选型 (25)三、物位计选型参数表 (26)脉冲型雷达物位计一、测量原理发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。
雷达波以光速运行。
运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。
一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量。
即使工况比较复杂的情况下,存在虚假回波,用最新的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。
天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路,微处理器对此信号进行处理,识别出微脉冲在物料表面所产生的回波。
正确的回波信号识别由脉冲软件完成,精度可达到毫米级。
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通过输入空罐高度E(=零点),满罐高度F(=满量程)及一些应用参数来设定,应用参数将自动使仪表适应测量环境。
对应于4-20mA输出。
应用介质:● 6.3G智能系列雷达物位计适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量,适用于温度、压力变化大;有惰性气体及挥发存在的场合。
●采用微波脉冲的测量方法,并可在工业频率波段范围内正常工作。
波束能量较低,可安装于各种金属、非金属容器或管道内,对人体及环境均无伤害。
二、产品简介三、安装指南安装说明●推荐距离(1):罐壁至安装短管的外壁。
●离罐壁为罐直径1/4处,最小距离为测量范围的1/8。
例如:8m液位储罐,离罐壁的最小安装距离应为1m。
●不能安装在入料口的上方(4)。
●不能安装在中心位置(3),如果安装在中央,会产生多重虚假回波,干扰回波会导致真实信号丢失。
雷达液位计的工作原理

雷达液位计的工作原理雷达液位计是一种常用的液位测量仪器,广泛应用于石油、化工、能源等行业。
它通过利用雷达波的特性来测量液体的高度,从而获得液位信息。
本文将详细介绍雷达液位计的工作原理。
一、原理概述雷达液位计的工作原理基于雷达波的反射和回波时间的测量。
雷达液位计发射出高频的雷达信号,在信号遇到介质表面时,一部分被吸收,一部分被散射,还有一部分会反射回雷达液位计。
通过测量从发射到接收所用的时间,就可以计算液位的高度。
二、发送与接收雷达液位计通过一根天线发射出短脉冲雷达信号,该信号具有很高的频率和较强的穿透力。
信号发送后,经过传输介质,当遇到介质表面时,一部分信号被吸收,一部分信号被散射,一部分信号经过反射回到雷达液位计。
雷达液位计的接收系统会接收到这些回波信号。
三、回波和测量雷达液位计通过分析接收到的回波信号,并记录下来的发射到接收所用的时间,来计算液位的高度。
由于雷达液位计已经事先记录了信号从发射到接收所经过的时间,因此可以根据声速和时间的关系,确定介质的高度。
四、补偿和精度在实际应用中,由于介质表面形状的不规则性、介质的折射率变化等因素的影响,需要进行相应的补偿。
一般来说,雷达液位计会根据介质所具有的特性进行自动的补偿处理,以提高测量的精度。
五、优势和应用雷达液位计具有精确度高、测量范围广、适应性强等优点,被广泛应用于各领域的液位测量中。
在石油、化工、能源行业,雷达液位计可以监测储罐、槽池等液体的高度,实现对液体的实时控制和管理。
六、总结雷达液位计通过利用雷达波的特性,实现对液体高度的测量。
通过发送和接收雷达信号,并计算回波时间,即可得到液位的高度信息。
它的工作原理简单,精度高,适用范围广,被广泛应用于各种液位测量场合。
随着科技的不断进步,雷达液位计的性能也在不断提高,为各行业的工艺控制和安全管理提供了有效的手段。
雷达物位计用途

雷达物位计用途1. 引言雷达物位计是一种用于测量容器内物料的高度或水平的仪器。
它利用雷达技术,通过发射和接收无线电波来确定物料的位置。
雷达物位计具有广泛的应用,可以应用于各种不同的行业和领域。
本文将详细介绍雷达物位计的用途及其在不同领域中的应用。
2. 雷达物位计的工作原理雷达物位计利用雷达原理进行测量。
它通过发射一束无线电波,并测量从物料表面反射回来的波的时间延迟来确定物料的高度或水平位置。
雷达物位计通常采用微波频段的波长,因为它们能够穿透大部分物料。
3. 雷达物位计的特点雷达物位计具有以下特点: - 非接触式测量:雷达物位计无需与物料直接接触,可以在不受物料性质和温度影响的情况下进行测量。
- 高精度:雷达物位计能够提供高精度的测量结果,通常在毫米级别。
- 长测量范围:雷达物位计可以测量较大的容器高度范围,通常可达到数十米。
- 抗干扰能力强:雷达物位计能够抵抗环境中的干扰,如粉尘、雾气等。
4. 雷达物位计的应用4.1 石油化工行业在石油化工行业中,雷达物位计广泛应用于储罐和反应器等设备的物位监测。
它可以实时监测储罐内液体或固体物料的高度,帮助运营人员及时了解储罐的储存状况,避免溢流或过度放空的情况发生。
此外,雷达物位计还可以用于监测液体的配料过程,确保生产过程的准确性和稳定性。
4.2 粮食储存行业在粮食储存行业中,雷达物位计可以用于监测谷物仓库中的粮食水平。
它可以实时监测粮食的储存量,帮助管理人员及时采取措施,如补充粮食或进行出货,以确保粮食的质量和安全。
雷达物位计还可以帮助预测粮食的使用情况,为粮食采购和销售提供决策依据。
4.3 污水处理行业在污水处理行业中,雷达物位计可以用于监测污水处理池、沉淀池和沉淀池等设备的液位。
它可以实时监测液位的变化,帮助运营人员控制和调整污水处理过程,确保处理效果和效率。
此外,雷达物位计还可以监测泵站的液位,帮助运营人员及时调整泵站的运行,避免泵站的过度或不足运行。
雷达液位计原理及使用

雷达液位计原理及使用1. 雷达液位计的测量原理雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。
雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式如下:D=CT/2式中 D——雷达液位计到液面的距离C——光速T——电磁波运行时间雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。
在实际运用中,雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。
采用调频连续波技术的液位计,功耗大,须采用四线制,电子电路复杂。
而采用雷达脉冲波技术的液位计,功耗低,可用二线制的24V DC供电,容易实现本质安全,精确度高,适用范围更广。
VEGAPULS雷达液位计采用脉冲微波技术,其天线系统发射出频率为6.3GHz、持续时间为0.8ns的脉冲波束,接着暂停278ns,在脉冲发射暂停期间,天线系统将作为接收器,接收反射波,同时进行回波图像数据处理,给出指示和电信号。
2. 雷达液位计的特点(1)雷达液位计采用一体化设计,无可动部件,不存在机械磨损,使用寿命长。
(2)雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空,不需要传输媒介,具有不受大气、蒸气、槽内挥发雾影响的特点,能用于挥发的介质如粗苯的液位测量。
(3)雷达液位计几乎能用于所有液体的液位测量。
电磁波在液位表面反射时,信号会衰减,当信号衰减过小时,会导致雷达液位计无法测到足够的电磁波信号。
导电介质能很好地反射电磁波,对VEGAPULS雷达液位计,甚至微导电的物质也能够反射足够的电磁波。
介电常数大于1.5的非导电介质(空气的介电常数为1.0)也能够保证足够的反射波,介电常数越大,反射信号越强。
在实际应用中,几乎所有的介质都能反射足够的反射波。
(4)采用非接触式测量,不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响。
(5)测量范围大,最大的测量范围可达0~35m,可用于高温、高压的液位测量。
雷达液位计的原理及使用

雷达液位计原理及使用之五兆芳芳创作1. 雷达液位计的丈量原理雷达液位计采取发射—反射—接收的任务模式.雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象概略反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式如下:D=CT/2式中D——雷达液位计到液面的距离C——光速T——电磁波运行时间雷达液位计记实脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位.在实际运用中,雷达液位计有两种方法即调频连续波式和脉冲波式.采取调频连续波技巧的液位计,功耗大,须采取四线制,电子电路庞杂.而采取雷达脉冲波技巧的液位计,功耗低,可用二线制的24V DC供电,容易实现实质平安,精确度高,适用规模更广.VEGAPULS雷达液位计采取脉冲微波技巧,其天线系统发射出频率为6.3GHz、持续时间为0.8ns的脉冲波束,接着暂停278ns,在脉冲发射暂停期间,天线系统将作为接收器,接收反射波,同时进行回波图像数据处理,给出指示和电信号.2. 雷达液位计的特点(1)雷达液位计采取一体化设计,无可动部件,不存在机械磨损,使用寿命长.(2)雷达液位计丈量时收回的电磁波能够穿过真空,不需要传输媒介,具有不受大气、蒸气、罐内挥发雾影响的特点,能用于挥发的介质如粗苯的液位丈量.(3)雷达液位计几近能用于所有液体的液位丈量.电磁波在液位概略反射时,信号会衰减,当信号衰减太小时,会导致雷达液位计无法测到足够的电磁波信号.导电介质能很好地反射电磁波,对VEGAPULS雷达液位计,甚至微导电的物质也能够反射足够的电磁波.介电常数大于1.5的非导电介质(空气的介电常数为1.0)也能够包管足够的反射波,介电常数越大,反射信号越强.在实际应用中,几近所有的介质都能反射足够的反射波.(4)采取非接触式丈量,不受罐内液体的密度、浓度等物理特性的影响.(5)丈量规模大,最大的丈量规模可达0~35m,可用于低温、高压的液位丈量.(6)天线等关头部件采取高质量的资料,抗腐化能力强,能适应腐化性很强的情况.(7)功效丰厚,具有虚假波的学习功效.输入液面的实际液位,软件能自动地标识出液面到天线的虚假回波,排除这些波的搅扰.(8)参数设定便利,可用液位计上的简略单纯操纵键进行设定,也可用HART协议的手操器或装有VEGA Visual Operating软件的PC机在远程或直接接在液位计的通信端进行设定,十分便利.3. 雷达液位计装置的注意事项雷达液位计能否正确丈量,依赖于反射波的信号.如果在所选择装置的位置,液面不克不及将电磁波反射回雷达天线或在信号波的规模内有搅扰物反射搅扰波给雷达液位计,雷达液位计都不克不及正确反应实际液位.因此,公道选择装置位置对雷达液位计十分重要,在装置时应注意以下几点:(1)雷达液位计天线的轴线应与液位的反射概略垂直.(2)罐内的搅拌器、罐壁的黏附物和阶梯等物体,如果在雷达液位计的信号规模内,会产生搅扰的反射波,影响液位丈量.在装置时要选择适合的装置位置,以避免这些因素的搅扰.(3)喇叭型的雷达液位计的喇叭口要超出装置孔的内概略一定的距离(>10mm).棒式液位计的天线要伸出装置孔,装置孔的长度不克不及超出100mm.对于圆型或椭圆型的容器,应装在离中心为1/2R(R为容器半径)距离的位置,不成装在圆型或椭圆型的容器顶的中心处,不然雷达波在容器壁的多重反射后,聚集于容器顶的中心处,形成很强的搅扰波,会影响准确丈量.(4)对液位动摇较大的容器的液位丈量,可采取附带旁通管的液位计,以削减液位动摇的影响.装置完毕以后,可以用装有VEGA Visual Operating软件的PC机不雅察反射波曲线图,来判断液位计装置是否恰当,如不恰当,则进一步伐整装置位置,直到满意为止.对于有些装置位置无法避免的搅扰波,还可利用VEGAPULS 雷达液位计识别虚假波的功效,液位计能按照实际液位标识出搅扰反射波,并存于雷达液位计的内部数据库,使雷达液位计在数据处理时能识别这些搅扰波,去除这些搅扰反射波的影响,包管丈量的准确性.4. 雷达液位计的维护雷达液位计主要由电子元件和天线组成,无可动部件,在使用中的毛病少少.使用中偶尔遇到的问题是,贮槽中有些易挥发的有机物会在雷达液位计的喇叭口或天线上结晶,对它们只要定期查抄和清理便可,维护量少.在日常维护中,可以用PC机(装有VEGA Visual Operating软件)远程不雅察反射波曲线图,对于后来可能新产生的搅扰波,可以利用液位计有识别虚假波的功效,除去这些搅扰反射波的影响,包管准确丈量.。
雷达料位计结构及原理

雷达料位计结构及原理小伙伴,今天咱们来唠唠雷达料位计这个超有趣的东西。
咱先说说它的结构哈。
雷达料位计呢,就像一个小小的智能卫士站在料仓或者容器旁边。
它有一个发射天线,这个发射天线就像是它的小嘴巴,可神奇啦。
这个小嘴巴能发射出雷达波呢,就像发射出一种特殊的信号光线。
然后还有接收天线,这接收天线就像是它的小耳朵,专门等着接收反射回来的雷达波信号。
这一收一发,就像两个人在对话一样,一个说出去,一个听回来。
再看看它的外壳,那可是保护它内部那些精密小零件的铠甲呢。
这个外壳得足够结实,能适应各种环境,不管是有点小灰尘的地方,还是可能有点潮湿的角落,它都能安安稳稳地站在那儿。
而且它的结构设计得很巧妙,方便安装在各种不同形状和大小的料仓上,就像它能根据料仓的身材来调整自己的姿势一样。
接下来说说它的原理,这可就更有意思啦。
想象一下,雷达料位计的发射天线发射出雷达波,这个雷达波就像一个个小使者,朝着料仓里面的物料冲过去。
当这些雷达波碰到物料表面的时候呢,就会被反射回来,就像小使者完成了任务又跑回来汇报一样。
然后接收天线就把这些反射回来的雷达波接住啦。
根据雷达波发射出去再反射回来所花费的时间,就能算出物料的高度呢。
这就好比你扔出一个小皮球,然后看着它弹回来,根据这个来回的时间,就能知道小皮球飞出去多远啦。
而且雷达料位计可聪明啦,它能根据不同的物料特性来调整自己的计算方式。
比如说,有的物料比较松散,有的物料比较黏稠,它都能准确地测量出料位的高度。
你知道吗?雷达料位计就像一个有魔法的小工具。
它不管白天黑夜,不管周围环境是安静还是有点小嘈杂,都能兢兢业业地工作。
它不需要和物料直接接触,就像一个隔空取物的小魔法师。
不像有些测量工具,还得伸到物料里面去,弄不好还会被物料黏住或者损坏呢。
在很多地方都能看到雷达料位计的身影。
在那些大大的粮食仓库里,它守护着粮食的高度,就像一个忠实的粮食小管家。
在化工原料的储存罐旁边,它小心翼翼地测量着料位,确保生产过程的安全和稳定。
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雷达物位计原理及应用
摘要:在各类现场工况中,一般会使用到各种各样的测量仪表。
要对罐体或仓体要进行物位测量的话,那么物位仪表的功能就体现出来了。
雷达物位计是物位仪表家族中的一种,其结构由发送/接收器、天线、信号处理器、显示器组成,为短量程到长量程连续物位测量提供了可靠的方法,可实现就地显示和远距离显示,精确度高,适用于生产工况条件恶劣、环境条件较差、高温高压等情况下的物位测量。
关键词:物位测量;雷达物位计;精确度高;高温高压
0 引 言
随着物位测量技术的日新月异,物位仪表的测量原理越来越多样化,目前大致可分为目视法、测力法、压力法、电特性法以及辐射法这五大测量原理。
由于测量原理的不同,衍生出了现在多种多样的物位仪表,像以前最基础人工检尺、玻璃管就属于目视法的测量原理;从性价比上来说,磁翻板液位计属于是简单液体工况的使用仪表主流,它就是属于测力法的测量原理;从点位测量来讲,目前市面上的点位测量主流产品就是开关系列(音叉开关、射频导纳开关、阻旋开关)点位测量的开关系列就属于是电特性法的原理;从辐射法的原理来说,连续测量的主流产品就是雷达物位计(非接触式的脉冲雷达、调频连续波雷达,接触式的导波雷达)。
1 脉冲雷达物位计使用原理
脉冲雷达物位计是基于时间行程原理的“俯视式”测量系统。
该仪表是通过从雷达天线发射1mW的微功率微波脉冲(如26G频率雷达,即:发送一个△t—1nS的脉冲,叠加26GHz的正弦波信号),这个脉冲以光速在空间传播,接触到被测介质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收。
发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。
天线接收物料表面反射回的微波脉冲信号,并将其传输给电子部件。
微处理器对信号进行处理,识别微波脉冲在物料表面所产生的回波信号。
正确的回波信号识别由智能软件完成,精度可达到毫米级。
测量距离D与脉冲的时间行程t成正比:
D=c*t/2——其中c为光速
根据已知的空罐值E,则物位L为:
L=E-D——空罐值E的参考点见下图1
图1脉冲雷达测量图
2 调频连续波雷达物位计使用原理
80G雷达物位计为W波段(80GHz)调频连续波雷达物位仪表,适用于各种液体介质和固体介质的连续物位测量,最大量程120m。
80G雷达物位计是基于调频连续波技术的先进测量系统。
雷达物位计通过天线传感器发射连续的微波信号,该发射信号的频率由锯齿波进行线性调制。
连续发射的微波信号遇到被测介质表面时,由于介电常数发生突变,微波信号的部分能量被连续的反射回来,并被透镜天线系统所接收。
接收信号的频率与发射信号的频率总是存在差值的,而该差值与雷达天线到被测介质表面的距离成正比,越大的频率差值代表着越远的物料距离。
由式(1)即可计算出被测物质到仪表法兰的距离。
D=1/2 ·c ·(ΔF/R) (1)
其中D为测量参考面到被测介质的距离,c为光(电磁波)在真空的的传播速度,ΔF为接收信号与发射信号的频率差,R为发射信号频率随时间的变化率。
然后根据用户设定的空料位位置,由式(2)即可计算出物料高度。
L=E-D (2)
其中E为测量参考面到用户设定的空料位位置,D为测量参考面到被测介质的距离,L为物料高
度。
图2 调频连续波雷达测量图
3导波雷达物位计使用原理
导波雷达物位计是基于ToF行程时间(Time of Flight)原理的“俯视”式测量仪表。
高频脉冲信号被发射至探头并沿探头传播,当遇到物料表面时发生反射,反射信号沿探头返回,并被仪表接收。
通过独特的等效采样技术,将脉冲发射到接收之间的时间差转化为仪表参考点(仪表过程连接处)到物料表面的距离,进而计算出物位。
此测量方法即为TDR 时域反射法(Time Domain Reflectometry)。
反射脉冲信号沿探头传递至仪表的电子单元,其中微处理器分析所接收的信号以识别出真正的物位回波信号。
正确的回波信号的识别由智能软件完成,测量距离D与脉冲的行程时间t成正比:D=c*t/2——其中c为光速。
根据已知的空罐高度E,则可计算出物位L =E-D——空罐高度E的参考点见下图3。
图3导波雷达测量图
4雷达物位计的应用领域
雷达物位计具备不挂料、高性能、高可靠性、免维护、自动吹扫,运行生存年限长等优势,在与电容、音叉等接触式仪表对比,具备了无可比拟的优良性。
由于微波是电磁波,以光速传播且不受介质特性影响,所以在一些有温度、压力、蒸汽等场合,超声波物位计不能正常工作,而雷达物位计可以使用。
即使高温度、高压力、强腐蚀介质、易挥发介质、带搅拌湍流、结垢挂料及高度粉尘等工况下也能进行可靠测量。
主要应用领域包括:
(1)污水处理
(2)水力发电
(3)高低加压
(4)锅炉汽包
(5)原料储罐
(6)干熄焦炉
由于调频连续波雷达物位计的特性,导致它的应用范围十分广泛。
适合安装于带搅拌、加热管、梯子等障碍物的容器。
较小的波束角可以使波束避开内部障碍物,无干扰回波,保证仪表的准确测量。
电磁频率采用W波段,辐射能量大,聚焦性强,适合测量低介电常数的介质。
固体类雷达可以达到120 m测量范围,适合于超大量程的测量。
具有丰富的回波处理算法和各类工矿环境的经验数据;对强粉尘、蒸汽等极恶劣工况以及带搅拌、加热棒等特殊过程仓储罐体应用,具有其他同类产品所没有的独特优势。