PULS64 IXBXXCHXANAXX雷达液位计厂商
特殊介质测量的定制方案
高温熔体(>400℃)测量采用水冷法兰(流量2m³/h)保护传感器,波导延伸管耐温达800℃。强粘附性介质使用自清洁天线,每秒1次的微振动防止挂料。某沥青储罐应用案例中,带刮刀装置的传感器使维护周期从1周延长至6个月。卫生型设计满足3A标准,Tri-Clamp快装接口表面粗糙度Ra<0.8μm。最新研发的透波窗口材料(如蓝宝石)可测量ε<1.4的超低介电常数介质。
导波雷达液位计在检测液位时采用的是时域反射(TDR)原理,信号的传输介质是同轴电缆和导波杆,可以认为导波雷达液位计进行液位检测是基于传输线的特性的。以下简要介绍 TDR 的原理。
同轴电缆和导波杆是比较常用的信号传输线,我们可以把它等效为理想的双导线传输线,由相同的很多小的部分组成,每个小的部分又由很多的电阻 R、电容C、电感 L 和电导 G 等元件一起组成,并且同轴电缆和同轴导波杆的特性阻抗在每处都是一样的。
同轴电缆等效传输线原理图如图 2-1 所示。
图 2-1 同轴电缆等效传输线原理图
由上图知道,如果同轴电缆与其他介质相接触,由于介电常数(这里用rε 来表示)是不同的,会使相接触部分的等效阻抗发生一定变化。当同轴电缆的某一端发射出脉冲信号时,脉冲信号会沿电缆进行传输。如果传输中没有与其他介质的接触时,那么对应的负载阻抗和电缆的特征阻抗相等,那么脉冲会被吸收因此没有回波信号产生;如果发生与其他介质的接触时,那么对应的负载阻抗就会发生变化,使之和特征阻抗不相等,就会产生回波信号。
这里定义一个反射系数为 ρ ,它是反射信号与发射信号的幅度的比值,我们用它来用来表示负载阻抗和特性阻抗的关系。
其中:tZ 表示任意一点的阻抗,cZ 表示特性阻抗。因此,在各种情况时阻抗和反射系数的不同如下所示:1.当同轴电缆传输正常时,那么t cZ =Z
, ρ =0 ,发射脉冲会被吸收,没有回其中:tZ 表示任意一点的阻抗,cZ 表示特性阻抗。因此,在各种情况时阻抗和反射系数的不同如下所示:
1.当同轴电缆传输正常时,那么t cZ =Z , ρ =0 ,发射脉冲会被吸收,没有回
图 2-2 断路回波信号示意图
3.当同轴电缆传输短路(即为与其他介质接触时)时,那么tZ =0 , ρ = −1,同样产生全反射,但是短路回波信号和发射信号具有相反的性,短路回波示意图如图 2-3 所示。
图 2-3 短路回波信号示意图
当脉冲信号在导波杆上传输时,如果碰上其他介质就会使该点的阻抗变化,从而反射系数也会发生变化,会产生回波信号。我们可以进一步计算发射脉冲和回波脉冲的时间差就能计算出发射电路到该介质接触点的距离。
导波雷达测量系统原理:
导波雷达液位计就是时域反射原理来进行测量的,测量过程我们分为信号传播和整个测量系统来作介绍。
导波雷达信号传播示意图如图2-4所示。
在机械机构上,仪表的表头内部的收发电路会通过同轴射频接插件和同轴电缆相连。同轴电缆的另一端将会在法兰的位置与同轴导波杆连接。导波杆则是直接插入到罐体的介质内,导波杆的末端与罐底底部则是有一段距离的。
根据左图可以看到,电路板输出的脉冲信号会通过同轴电缆,再在同轴导波杆上进行传播。由2.1节的介绍,在同轴电缆和导波杆的连接处会首先发生断路,进而一部分信号会产生一个顶部回波信号,但是仍有一部分信号还会继续沿导波杆传播。当信号与被测液体表面接触时,其阻抗特性会发生变化,其一部分也会被反射,会再产生一个真正的液位回波信号。也会有另外一部分信号仍然会继续向下传播,终会损耗在不断发射中。液位计可以判断出液位回波和顶部回波之间的时间差,根据这个时间差,我们用单片机进行计算就可以得到液位的高度。
根据右图所示,在罐体为空的时候,没有液位就不会发生液位回波信号,但是仍然会有顶部回波信号,而且在导波杆的底部会断路而产生一个的底部回波信号‘。
假如罐体内有两种不同的介质,由于密度不同这两种介质会分别存在于液体的上部和下部。如果这两种介质的介电常数大不相同,那么就可以通过回波的不同来判断两种介质的分界面,进而也可以得出这两种介质的不同高度。由于脉冲信号是通过导波杆传播,导波杆上的空气、气态的凝结不会影响性能,因此可以长时间测量低介电常数的产品。一般情况下被测液体的介电常数越大回波信号也就越强,也就更容易检测出液位,比如水比丁烷更容易测量。
假设电磁信号在介质中传输无损耗,则信号在其中的传播速度可以表示为:
其中:c为电磁波在真空中的传播速度(3x10八立方米m/s)。
Y为介质的相对介电常数,
从为同轴电缆的相对磁导率(大多数液体其近似等于l}o
我们可以得到:
若电磁波在同轴导波杆上的传播距离为L,那么回波信号的传播时间为:根据这个实际传播速度结合时间就可以计算出液位[[19]。因此,的深度:
L可以表示为液位因罐体高度为H,后得到的液位高度为:
h=H一L导波雷达测量系统示意图如图2-5所示。
图中为整个导波雷达测量系统,导波雷达液位计发送的是窄脉冲信号,对刚性杆大测量范围为6.1 m,柔性杆为大范围则为30m。在实际测量中,在量程的上部和下部都会存在一段死区,分别为上部死区和下部死区,其长度分别为Lz和L,,这两个死区的特性是非线性的,所以造成测量误差会偏大。我们把上部死区的低点定义为上参考点,用它来代表液位的满点(高可测点)和20mA输出电流。下部死区的高点则定义为下参考点,用它来代表液位的零点(低可测。
点)和4mA输出电流。在导波杆末端到罐底的距离为L。
由此,在实际应用时,液位的计算需要考虑到上部死区和下部死区的因素。在液位显示时需要加上杆末端距离罐底的距离L。和下部死区的高度L1 [21] o
一般液位测量时只需要测量一定范围内的高度,即有效量程为两个死区之间的高度,也叫线性区。
在罐体内实际显示的液位高度(即以下参考点作为零点)为:
hD = h一L。一L, 这里L+L、是液位的整体迁移量。
本章主要是对导波雷达液位计进行了理论分析,首先介绍了导波雷达液位计测量所需要的时域反射原理,接着详细讲述了导波雷达测量系统的原理,后则概括了本课题所设计的导波雷达液位计所要实现的功能和特点。
导波雷达液位计的技术参数如下:
精度 液体:量程小于15m时,±5mm;量程大于15时,测量值5mm±0.05%
温度 飘移 0.01%/℃,重复性 2mm,介质温度 -50~250℃,法兰温度 -30~200℃/-30~150℃,防爆型环境温度 -30~60℃/-30~55℃,防爆型耐压 40bar,表头显示 LCD,可选标准输出 4~20mA/HART,故障诊断输出 22mA,供电 18~35VDC/ 小于28VDC,防爆型外壳材料 铸铝还氧涂层,防护等级 NEMA(IP65),防爆 ATEX II 1G 或II 1/2 D T 100℃ EEX ia II C T6...T3或EEX ia II B T6...T3,重量 2Kg(无探头)
HD-D800雷达液位计
过滤水是指在工业生产中经过滤装置处理后的水,其水质通常较为清澈,但含有一定量的悬浮物和溶解物质。这些物质的存在会对液位测量造成一定的影响。因此,选择合适的测量方法和设备对于测量的准确性和稳定性。
而HD-D800雷达液位计是一种非接触式液位测量仪表,通过发射微波对介质表面进行探测,根据微波的反射和传输时间计算出液位高度。
HD-D800雷达液位计具有以下优点:非接触式测量:可避免与介质直接接触,降低了对介质的污染风险。精度高:由于采用高频电磁波进行测量,测量精度高,误差小。稳定性好:受介质物性、压力、温度等因素的影响较小,性能稳定。适用范围广:可用于各种液体介质的液位测量,包括腐蚀性、易燃易爆等介质。
从本文中可以看出HD-D800雷达液位计作为一种非接触式液位测量仪表,在过滤水测量中具有广泛的应用前景。其具有精度高、稳定性好、适用范围广等优点,可满足各种复杂环境下液位测量的需求。
PULS64 IXBXXCHXANAXX雷达液位计厂商
导波雷达液位计就是时域反射原理来进行测量的,测量过程我们分为信号传播和整个测量系统来作介绍。
导波雷达信号传播示意图如图2-4所示。
在机械机构上,仪表的表头内部的收发电路会通过同轴射频接插件和同轴电缆相连。同轴电缆的另一端将会在法兰的位置与同轴导波杆连接。导波杆则是直接插入到罐体的介质内,导波杆的末端与罐底底部则是有一段距离的。
根据左图可以看到,电路板输出的脉冲信号会通过同轴电缆,再在同轴导波杆上进行传播。由2.1节的介绍,在同轴电缆和导波杆的连接处会首先发生断路,进而一部分信号会产生一个顶部回波信号,但是仍有一部分信号还会继续沿导波杆传播。当信号与被测液体表面接触时,其阻抗特性会发生变化,其一部分也会被反射,会再产生-个真正的液位回波信号。也会有另外一部分信号仍然会继续向下传播,终会损耗在不断发射中。液位计可以判断出液位回波和顶部回波之间的时间差,根据这个时间差,我们用单片机进行计算就可以得到液位的高度。
根据右图所示,在罐体为空的时候,没有液位就不会发生液位回波信号,但是仍然会有顶部回波信号,而且在导波杆的底部会断路而产生一个的底部回波信号。
假如罐体内有两种不同的介质,由于密度不同这两种介质会分别存在于液体的上部和下部。如果这两种介质的介电常数大不相同,那么就可以通过回波的不同来判断两种介质的分界面,进而也可以得出这两种)质的不同高度。由于脉冲信号是通过导波杆传播,导波杆上的空气、气态的凝结不会影响性能,因此可以长时间测量低介电常数的产品。
一般情况下被测液体的介电常数越大回波信号也就越强,也就更容易检测出液位,比如水比丁烷更容易测量。
1、能耗低。信号能量小,为信号至液面往返传输提供一条快捷的通道,信号的衰减保持在小限度,因而可用以测量介电常数低的介质液位;另外由于导波雷达耗能小,供电回路不是单独的交流供电,从而大大节省了安装费用。
2、信号在传输中不受介质波动和储罐中的障碍物等的影响,因而仪表所接收到的返回信号能量相应较强,而且返回信号中的干扰性杂散信号小,基本对测量信号无影响。
3、介质介电常数的变化对测量性能影响不大,导波雷达和常规雷达一样,采用传输时间来测量介质液位,信号自介质表面或水面反射回传的时间一样。不同的只是信号幅度的差别,普通雷达需考虑介质的影响,比较难辨识真正的液位信号,而导波雷达仅需测量电磁波的传输时间即可,无需信号的处理和辨别。
4、介质密度的变化不影响测量,介质密度的变化影响浸没于介质中物体所受到的浮力,但不影响电磁波在波导体中的传播。
5、雾气和泡沫不影响测量,由于电磁波不通过空间传播,因而雾气不会引起信号的衰减,泡沫也不会对信号进行散射而损失能量。
一、产品描述:
智能型导波雷达液位计是*的雷达式物位测量仪表,测量zui大距离可达70米。天线被进一步优化处理,新型的的微处理器可以进行更高速率的信号分析处理,使得仪表适用于固体料、过程容器或强粉尘易结晶、结露场合。
二、智能型导波雷达液位计主要技术参数:
1、测量范围: 70米
2、过程连接: 螺纹、法兰
3、介质温度: -40~400℃
4、过程压力: -0.1~4.0MPa
5、精 度: ±2mm
6、防护等级: IP67
7、频率范围: 26GHz
8、防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga
9、信号输出:4...20mA/HART(两线/四线) RS485/Mod bus
三、智能型导波雷达液位计产品特点:
1、非接触雷达,无磨损,
2、天线尺寸小,便于安装
3、波长更短,对在倾斜的固体表面有的反射
4、测量盲区更小,对于小罐测量也会取得良好的效果
5、波束角小,能量集中,增强了回波能力的同时,又有利于避开干扰物
6、几乎不受腐蚀、泡沫影响
7、几乎不受大气中水蒸气、温度和压力变化影响
8、严重粉尘环境不会影响电磁波工作
9、高信噪比,即使在波动的情况下也能获得更优的性能
10、26GHz频率,是测量固体和低介电常数介质的选择
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雷达物位计属于通用型雷达液位计,它基于时间行程原理的测量仪表,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。探头发出高频脉冲在空间以光速传播,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。
测量方法:
雷达物位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计,雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返但是考虑到腐蚀及粘附的影响,测量范围的终值应距离天线的至少100mm。对于过溢保护,可定义一段雷达液位计距离附加在盲区上。小测量范围与天线有关。随浓度不同,泡沫既可以吸收微波,又可以将其反射,但在一定的条件下是可以进行测量的。回到脉冲发射装置。
测量原理:
雷达物位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计,雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播,当遇到被测介质表面时,雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置,发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比,经计算得出液位高度。
雷达物位计的维护:
雷达液位计主要由电子元件和天线构成,无可动部件,在使用中的故障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,对它们只要定期检査和清理即可,维护量少。
在日常维护中,可以用PC机远程观察反射波曲线图,对于后来可能新产生的干扰波,可以利用液位计有识别虚假波的功能,除去这些干扰反射波的影响,准确测量。
主营产品:
超声波液位计 Endress+Hauser仪表 E+H电磁流量计 E+H压力变送器 E+H超声波液位计 横河EJA压力变送器 YOKOGAWA仪表 横河电磁流量计 横河涡街流量计 E+H恩德斯豪斯仪表 西门子压力变送器 西门子超声波液位计 西门子电磁流量计 西门子温度变送器 西门子阀门定位器 和利时DCS模块卡件 KROHNE科隆仪表 贺德克HYDAC液压产品 Fisher费希尔阀门 磁翻板液位计