山西FMR52-AAACCABPCGK+AKF4LA雷达物位计
应用:高温环境测量块料或颗粒
测量范围:30米
过程连接:法兰
介质温度:-40~500℃
过程压力:常压
精 度:±5mm
重 复 性:±2mm
频率范围:26GHz
防爆等级:Exd ⅡC T4 Gb
防护等级:IP67
信号输出:4~20mA/HART( 两线/四线 )/RS485/Modbus
安装
< 安装前的准备
请注意以下事项,以确保仪表能正确安装:
请预留的安装空间。
请避免强烈震动的安装场合。
为确保、便利及地安装本仪表,请遵循以下安装指导!
< 安装指导
< 典型的错误安装:
当罐中有障碍物影响测量时,要加装反射板才能正常测量。
注:① 正确 ② 错误
导波管中测量
发射的微波波束所辐射区域内有障碍物,如:人梯、限位开关,加热设备、支架等会造成干扰,导致测量错误。若受影响需要加导波管进行测量。
电气连接
< 供电电压
(4~20)mA/HHART(两线制) 供电电源和输出电流信号共用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。对于本安型须在供电电源与仪表之间加一个栅。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电源和电流信号分开,各自分别使用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。
RS485/Modbus 供电电源和Modbus信号线分开各自分别使用一根两芯屏蔽电缆线具体供电电压范围参见技术数据。
< 连接电缆的安装
电缆外径:5~9mm(M20×1.5)
3.5mm~8.7mm(½NPT)
接线一般采用两芯或四芯的电缆,由于电驱动装置、电源线或发射装置经常产生电磁干扰,因此传感器导线需要使用屏蔽的电缆。
(4~20)mA/HART(两线制) 供电电缆可使用普通两芯电缆。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电缆应使用带有用地线的电缆线。
RS485/Modbus 供电电缆应使用屏蔽电缆线。
电缆的屏蔽和接线 理想情况下,屏蔽线两端接地。但是需要注意的是:会有接地补偿电流通过传感器电缆屏蔽。两端接地的时候可以在接地一端(比如:开关柜内)连接一个带接地电位的电容。 (比如:1UF;1500V)。采用尽量低电阻的接地。(注:如果仪表用于防爆区域,由于电位输出,对不能采用两端接地)。
接线方式
< 指导
的电气连接工作在断电的条件下进行,请注意遵循仪表说明书上的指导!
请遵守当地电气安装规程的要求;
请遵守当地对人员健康和的规程要求。对仪表电气部件的操作都由经过培训的人员完成;
请检查仪表的铭牌以确保提供的产品规格符合您的要求。请确保所供电源电压与仪表铭牌上的要求一致。
< 防护等级
本仪表满足防护等级IP67的要求,请确保电缆密封头的防水性。如下图:
如何确保安装满足IP67的要求:
1.请确保密封头未受损
2.请确保电缆未受损
3.请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求
4.在进入电气接口前,将电缆向下弯曲,以确保水不会流入壳体,见①
5.请拧紧电缆密封头,见②
6.请将未使用的电气接口用盲堵堵紧,见③
仪表调试
< 调试方法
RBRD10 系列有三种调试方法:
1.显示/按键
2.上位机调试
3.HART手持编程器
< 显示/按键
通过显示屏幕上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后,一般就只用于显示,透过玻璃视窗可以清楚地读出测量值。
显示/按键
①液晶显示
②按键
< 上位机调试 通过HART与上位机相连
① RS232接口或USB接口
② RBRD1X
③ HART适配器
④ 250欧姆电阻
< HART手持编程器编程 RBRD1X可用于HART手持编程器编程
① HART手持编程器
② RBRD1X
③ 250欧姆电阻
■RBRD19 物位计选型
安装
< 安装前的准备
请注意以下事项,以确保仪表能正确安装:
请预留的安装空间。
请避免强烈震动的安装场合。
为确保、便利及地安装本仪表,请遵循以下安装指导!
< 安装指导
< 典型的错误安装:
不能安装在入料口的上方。同时注意:室外安装时应采取遮阳、防雨措施,以延长仪表的使用寿命
注:① 正确 ② 错误
仪表不能安装在拱形罐顶中间,除了产生间接回波,还会受到多次回波的影响。
多次回波可能比真正回波的信号幅度还大,因为顶部可以集中多个回波。所以不能安装在中心位置。
注:① 正确 ② 错误
当罐中有障碍物影响测量时,要加装反射板才能正常测量。
注:① 正确 ② 错误
导波管中测量
发射的微波波束所辐射区域内有障碍物,如:人梯、限位开关,加热设备、支架等会造成干扰,导致测量错误。若受影响需要加导波管进行测量。
接管高度要求:天线伸入到罐里至少10mm的距离
电气连接
< 供电电压
(4~20)mA/HHART(两线制) 供电电源和输出电流信号共用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。对于本安型须在供电电源与仪表之间加一个栅。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电源和电流信号分开,各自分别使用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。
RS485/Modbus 供电电源和Modbus信号线分开各自分别使用一根两芯屏蔽电缆线具体供电电压范围参见技术数据。
< 连接电缆的安装
一般介绍 电缆外径:5~9mm(M20×1.5)
3.5mm~8.7mm(½NPT)
接线一般采用两芯或四芯的电缆,由于电驱动装置、电源线或发射装置经常产生电磁干扰,因此传感器导线需要使用屏蔽的电缆。
(4~20)mA/HART(两线制) 供电电缆可使用普通两芯电缆。
(4~20)mA/HART(四线制) 供电电缆应使用带有用地线的电缆线。
RS485/Modbus 供电电缆应使用屏蔽电缆线。
电缆的屏蔽和接线 理想情况下,屏蔽线两端接地。但是需要注意的是:会有接地补偿电流通过传感器电缆屏蔽。两端接地的时候可以在接地一端(比如:开关柜内)连接一个带接地电位的电容。 (比如:1UF;1500V)。采用尽量低电阻的接地。(注:如果仪表用于防爆区域,由于电位输出,对不能采用两端接地)。
接线方式
< 指导
的电气连接工作在断电的条件下进行,请注意遵循仪表说明书上的指导!
请遵守当地电气安装规程的要求;
请遵守当地对人员健康和的规程要求。对仪表电气部件的操作都由经过培训的人员完成;
请检查仪表的铭牌以确保提供的产品规格符合您的要求。请确保所供电源电压与仪表铭牌上的要求一致。
< 防护等级
本仪表满足防护等级IP67的要求,请确保电缆密封头的防水性。如下图:
如何确保安装满足IP67的要求:
1.请确保密封头未受损
2.请确保电缆未受损
3.请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求
4.在进入电气接口前,将电缆向下弯曲,以确保水不会流入壳体,见①
5.请拧紧电缆密封头,见②
6.请将未使用的电气接口用盲堵堵紧,见③
仪表调试
< 调试方法
RBRD10 系列有三种调试方法:
1.显示/按键
2.上位机调试
3.HART手持编程器
< 显示/按键
通过显示屏幕上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后,一般就只用于显示,透过玻璃视窗可以清楚地读出测量值。
显示/按键
①液晶显示
②按键
③接线端子
< 上位机调试 通过HART与上位机相连
① RS232接口或USB接口
② RBRD1X
③ HART适配器
④ 250欧姆电阻
< HART手持编程器编程 RBRD1X可用于HART手持编程器编程
① HART手持编程器
② RBRD1X
③ 250欧姆电阻
好的,我们来详细解释一下雷达物位计的工作原理,并尝试用文字描述其原理图解。
雷达物位计的核心工作原理是利用电磁波(通常为微波) 发射到被测物料表面并接收其回波,通过测量电磁波往返传播所需的时间来计算物料表面到天线(参考点)的距离,进而确定料位高度。
基本公式简单:
:光在空气中的速度 (约 3 * 10⁸ m/s)
:电磁波从天线发出到接收反射回波之间的时间差
:天线到物料表面的直线距离
:天线到罐底或零点(参考基准)的已知距离
:物料的实际高度 (料位)
信号发射: 变送器中的高频电子电路产生特定频率(如 6GHz, 26GHz, 80GHz K波段)的微波脉冲信号或连续波调频信号。
信号传播: 此微波信号通过天线(如喇叭天线、杆式天线、抛物面天线或导波缆/杆)向被测介质(液体、浆料、固体颗粒)的表面辐射发射出去。
信号反射: 当电磁波遇到介电常数(ε)明显不同于空气(或罐内气体)的物料表面时,根据物理学的反射定律,一部分能量会被反射回来。
介电常数越高(如导电液体、水溶液等),反射越强,信号越好。
介电常数越低(如干燥粉粒、泡沫、水蒸气),反射越弱,信号越差(需要更高频率或技术)。
信号接收: 同一个(或特定接收)天线接收到被物料表面反射回来的微弱回波信号。
信号处理: 这是关键的一步,电子处理单元将接收到的回波信号与发射信号进行比较和分析:
识别有效回波: 从接收到的信号(可能包括罐壁反射、内部结构反射、噪声等)中准确识别出物料表面的有效回波信号。
测量时间差 (Δt): 测量微波信号从发射到接收到有效回波所经过的时间 。
距离计算: 利用光速 和测得的 ,根据公式 计算出天线到物料表面的距离 。
物位计算: 结合预先设定或已知的罐体参考基准距离(从安装法兰/天线基准点到罐底或零点的距离 ),计算出物料的实际高度 。
输出信号: 将计算出的物位高度 转换成标准的工业控制信号(如 4-20 mA)或数字通信信号(如 HART, Profibus PA, Foundation Fieldbus),传输给显示仪表、控制系统或上位机。
想象一个侧面剖开的立式罐:
顶部: 罐顶安装着雷达物位计变送器头,它包含了发射器、接收器和信号处理器。
天线: 变送器下方连接着一个喇叭形天线(常见,用于非接触式),垂直向下延伸进入罐体空间。或者是从变送器延伸下来的一根导波缆或导波杆(用于导波雷达)。
罐体: 罐壁标有高度刻度。
罐底: 罐底标为参考点(零点)。
信号传输(非接触式):
从喇叭天线口向下发射出圆锥状的微波束(实线箭头)。
箭头尖端抵达物料表面(液体或固体)。
在物料表面处,一个向后的箭头代表回波反射,沿原路径返回喇叭天线。
在喇叭天线口和物料表面之间,清晰地标注出距离 。
在喇叭天线法兰(安装基准点)到罐底之间,清晰地标注出参考高度 。
物料表面到罐底的距离即为物位高度 。
信号传输(导波雷达):
如果使用导波雷达,则用实线表示导波缆/杆从变送器垂直伸入罐内,直达罐底附近。
微波信号沿着导波缆/杆表面向下传播(实线箭头沿杆)。
箭头在物料表面处标示。
在物料表面处,一个向后的箭头沿导波缆/杆向上,代表回波反射。
同样标出 , , 。区别是电磁波被约束在导波元件附近传播。
雷达物位计主要有两种实现ToF测量的技术:
脉冲式雷达:
发射固定频率的短脉冲微波信号。
直接测量发射脉冲与接收脉冲峰值之间的时间差 。
原理相对简单,成本较低。
需要强的回波以便检测峰值,在低介电常数或表面不稳定(波动/泡沫)时可能受限。