SXNZ1000B1导波雷达物位计厂

　　智能雷达水位计基于时间测量的电磁波测距技术。传感器发射电磁波照射水面并接收其回波，由此获得水面至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

　　智能雷达水位计，是工业测距雷达在水位测量领域的应用，实现了水位计向高精度（毫米级），大量程(35米)，高，安装简便，免维护的技术跨越。

　　智能雷达水位计通过标准信号接口，与计算机、PLC等连接，也可以与相应的显示、记录、控制装置（如RTU）连接，构成水位监测系统。

　　导波雷达液位计是接触式物位测量，采用时域反射技术（TDR）电子单元发射微波脉冲沿着导波杆（缆）传播，当接触被测介质时，产生反射信号由电子部件接收，计算发射到接收的间隔时间，转换为被测介质的距离。导波雷达液位计测量原理如图1所示。通过测量发射脉冲与反射脉冲的时间差，并通过以下公式即可计算出被测物质到仪表法兰的距离:2D=Ct （1）

　　式中:C为光速；T为发射脉冲与反射脉冲时间差；D为空间距离。

　　根据设定的满罐和空罐位置，通过以下公式即可计算出物料高度并输出4~20mA电流:

　　物料高度:L=E-D （2）

　　输出电流:Io=4+L×16/E （3）

　　式中:L为物料高度；E为量程。

　　导波雷达液位计适合测量液/液界面，如油水界面，油与水、油与酸、低介电的有机溶剂（甲苯、苯、环己烷、己烷、松节油和二甲苯）和水或酸。测量液/液界面应注意以下几点:

　　（1）介电常数较低的介质位于上部。

　　（2）两种液体的介电差异不低于10。

　　（3）上层介质的介电常数是已知的，该参数可在现场确定。

　　（4）上层介质的大厚度取决于其介电常数。

　　（5）上层介电常数下限＜3，下层介电常数上限＞20。

　　（6）可同时进行液位测量和界面测量。

　　导波雷达液位计可用在几何尺寸小的容器，也可用在旁通管和各种尺寸的储罐，适用于测量多种粉尘和谷物等。导波雷达液位计测量特性:

　　（1）无可活动机械部件，维护成本低。

　　（2）安装方便，支持罐顶安装或旁路管顶部安装。

　　（3）适用于液面、界面和粉末状或小颗粒状固料的物位测量。

　　（4）不受介质密度和pH值等物理参数变化的影响且无需进行补偿。

　　（5）适用于高温、低温、蒸汽和高压场合。

　　导波雷达液位计使用过程中微波沿导波管向下传导，尽量避免导波杆周围出现金属干扰或物料堆积的情况发生。导波雷达有的诊断功能，具有检测导波杆聚积物的能力。导波雷达液位计的结构由3个部件组成，即雷达变送器、过程密封件和导波杆。过程密封件和导波杆使得低能脉冲微波以光速沿其向下发送，在导波杆与物位（气/物、气/液或液/液界面）的交点通过导波杆被反射回雷达变送器。雷达变送器接收导波杆的测量信号，然后对这些信号进行处理并提供稳定的输出信号。

　　嘉可仪表JK系列雷达液位计种类，主要有缆绳式导波雷达液位计、杆式导波雷达液位计、喇叭口天线型雷达液位计、防腐四氟型雷达液位计、水滴型天线雷达液位计、卫生型平板雷达液位计、PFA桶天线雷达液位计、水利雷达液位计、高温型雷达液位计、高频雷达液位计、调频波FMCW型雷达液位计等。

　　1、应用:液体、固体颗粒2.测量范围:20米3.过程连接:螺纹、法兰4.介质温度:-40~250℃5.过程压力“-0.1~2MPa6.精度:±3mm7.频率范围:100MHz-1.8GHz8.防爆登记:Exia Ⅱ CT6 Ga Exd ia Ⅱ CT6 Gb9.防护登记:IP6710.信号输出:4…20mA/HART(两线）

　　技术创新与发展趋势

　　79-81GHz频段提升角分辨率至0.5°，MIMO技术实现三维成像（精度±1mm）。太赫兹雷达（300GHz）适用于纳米粉体测量。AI算法自动优化参数，调试时间缩短90%。数字孪生技术虚拟校准，寿命预测准确率>95%。5G IIoT版本支持毫秒级刷新与云协同控制。

　　温馨提示:将产品铭牌右下角的8位数字编号，输入到官网右上角查询框内，可查询到VEGA产品真伪(型号及出厂日期)。雷达液位计基本选型参数:测量范围、是否防爆、过程连接尺寸和材质、是否带显示模块。

　　德国VEGA Grieshaber KG公司由Bruno Grieshaber先生，创立于1959年，世界领先的液位测量和压力仪表供应商，过程工业测量技术世界领先，拥有雷达液位测量的顶尖技术，产品包括物位测量仪表、压力测量仪表和限位检测仪表，倚靠着德国高质量的精益制造，在石化、化工、冶金、能源、水处理等行业收获了佳的口碑。VEGA（威格）产品采用不同的测量原理，如超声波、导波雷达、电容、雷达、静压和振动叉型，用来测量不同的介质:液体、料位、物位、流量、固体、粉末、压力和气体等，适用于水处理行业，各工业行业的酸、碱和助剂的储罐，或者穿透塑料容器壁测量物位。

　　VEGA研发了易于安装和操作的测量技术，通过VEGA产品的控制和监视，让复杂的生产过程变得直观，模块化设计让产品维修、更换更为简便。VEGA产品广泛用于化学和制厂、食品工业、饮用水供应系统、污水处理厂、垃圾填埋场、采矿、发电、石油平台、船舶和飞机等，典型应用是水处理、泵站、雨水溢流池和监控水位。

　　1997年VEGA个推出了双线雷达传感器，即使在端粉尘产热和灌装噪音等困难的工艺条件下，也能的液位测量，这款产品使之成为雷达传感器领域市场领导者。VEGA在80多个国家有子公司和分销网络，仅在欧洲就分布在34个国家，北美和南美有10个国家，非洲、亚洲和澳大利亚有36个国家。

　　1989年，德国VEGA公司与天津市自动化仪表厂合资建立了“天津天威有限公司（Tianjin-VEGA Co. Ltd）”，并在上海、广州、成都设有分公司，现更名为“威格（中国）仪表有限公司”。

　　VEGA系列产品:

　　-VEGASON 61,62,63:超声波传感器用于持续性物位测量

　　-VEGAPULS 61,62,63,64,65,69:雷达传感器用于液体的持续性液位测量

　　-VEGAPULS WLS61:壳体能防淹没，雷达传感器用于水和废水的持续性液位测量

　　-VEGAPULS C11,C21,C22,C23用于连续测量物位的雷达传感器，适用于在保护方式要求高的简单应用中非接触测量物位

　　-VEGAPULS 11,21,31非接触式简易物位测量的理想的传感器，用于连续测量液位的雷达传感器

　　-VEGAFLEX 81,82,83,86:导波雷达 TDR-传感器用于持续性粒料物位测量

　　-VEGAVIB 61:振动物位计用于粒料测量

　　-VEGAVIB 62:带负荷线缆的振动物位计用于粒状粒料

　　-VEGAVIB 63:带加长管的振动物位计用于粒状粒料

　　-VEGACAP 62,63,64,65,66:电容式棒式电用于物位限测量

　　-VEGACAP 67:电容式高温型电，用于限位检测

　　-VEGACAP 69:电容式双棒电，用于限位检测

　　-VEGABAR 14:过程压力变送器，带陶瓷测量元件

　　-VEGABAR 17:过程压力变送器，带金属测量元件

　　-VEGABAR 81:带压力传导系统的压力变送器

　　-VEGABAR 82:压力变送器，带陶瓷测量元件规模尺寸的料仓

　　-VEGABAR 83:压力变送器，带金属测量元件

　　-VEGABAR 86:悬挂测压变换器 带CERTEC®测量单元

　　-VEGABAR 87:投入式压力变送器，带金属测量元件

　　-VEGASWING 51,61:振动液位计

　　-VEGASWING 63:振动液位计带加长管

　　-VEGASWING 66:振动式限位开关，用于测量限温度/压力下的液体介质

　　-VEGAWELL 52:带有陶瓷测量元件的悬挂式压力变送器

　　-VEGABOX 02:用于悬挂测压变换器的电气连接和通风

　　-VEGABOX 03:带通风过滤器的压力补偿壳体

　　-VEGATOR 111,112,121,122,141,142:单通道信号处理仪表，用于限位检测

　　-VEGATRENN 141,142,149,151,152:隔离和保护仪表，将本安型和非本安型电流回路分离

　　-VEGADIF 85:带金属测量膜片的差压变送器

　　-FIBERTRAC 32:用于连续测量物位和分离层的辐射传感器

　　-PLICSMOBILE T81:移动通信单元

　　-PLICSMOBILE B81:电池壳体

　　-PLICSMOBILE S81:太阳能电池组件

　　-CSB:带双面加装压力调节器

　　-CSS:带单面加装压力调节器

　　-PLICSCOM:显示和调整模块

　　-VEGADIS 81,82,176外部显示调整器

　　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(3×10八立方米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。我们把上部死区的较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(较低可测。

　　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。

　　SXNZ1000B1导波雷达物位计厂

　　罗斯蒙特导波雷达液位计 5300液位变送器适用于具有挑战性的液体、浆体和固体测量。该ROSEMOUNT物位计具有安装简便、无需标定等多种优势，且不受过程条件的影响。探头类型:硬单线、分段单线、软单线、硬双线、软双线、同轴型、带PTFE 涂层的探头、蒸汽探头。Ultra-thin layer detection through Pe-in-Petechnology. 罗斯蒙特物位计探头末端探测功能可提高液位测量的性。根据 IEC，适合要求 SIL/SIL2等级的应用。其中包括高压饱和蒸汽在电力和工业蒸汽系统中的应用，如锅炉汽包、蒸汽分离器、除氧器和高压给水加热器等。

　　若使用基于 HART的控制系统或资产管理系统，在安装罗斯蒙特液位变送器之前，请确认该系统的 HART 功能。安装之前，请先校验标签上的导波杆长度(L)。如需调整ROSEMOUNT导波雷达物位计导波杆长度，请参阅样册上的“调整导波杆长度”。管理低反射率、端温度和压力、重产品涂层和饱和蒸汽。蒸馏塔、给水罐和液化气的替代品。通常情况下，操作员并不能清楚得看到过程材料的堆积和表面状态的变化。测量设备可能具有监测表面状态的诊断功能，但接收信息却是另一大难题。如果采用模拟系统，则只能实现液位测量，限制了有价值的诊断信息的使用。

　　本公司主要代理经销欧洲、美国等厂家的工控机电设备、传感器、液位计、分析仪、流量计、变送器、编码器、泵阀、PLC、温度计等各种工控自动化产品和仪器仪表。经过长期的发展，公司汇集了国内价格及库存优势，具备全面业务进出口报关等，货期稳定、价格具有竞争力。

　　罗斯蒙特温度变送器644HAE5J5M5

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　　导波雷达液位计配备不同的探头，以满足各种应用要求。硬杆类中的单杆式探头能量传输效率较低，外界干扰敏感，是受物体接近程度影响较大的探头，应避免靠近干扰物安装，如设备内壁或容器内构件等。适合测量小量程的液体和粉末状或小颗粒固体料位。同轴式探头能量集中在小口径的金属管内，能量传输效率高，不受液面湍动的影响，抗干扰能力强，安装空间要求低，可以近容器内金属构件安装或者与其他物位仪表装在同一旁通管内，且不会相互影响。其结构特点决定了其更适用于低黏度的清洁介质，介电常数液体或界位测量。不适用高黏度的、易挂料、易结垢的场合的物位测量，如重油型加工处理装置中的原料罐、地下污油罐等。

　　罗斯蒙特导波雷达液位计上位机界面简洁、直观，其主要的控制界面是在一个选项卡控件中添加三个模块，每个模块由相应的控件组成操作界面。在界面内还增加了通信串口设置、系统界面文本信息和时间显示等模块，通过窗体的属性对各个控件增添了彩和图片，并对文本信息进行了修饰。上位机系统程序启动后，计算机上显示出可视化界面，但上位机和下位机的通信链路尚未建立，无法发送控制命令。通过对端口参数的选择和设置，点击连接端口按键即可完成通信连接。主体控制部分显示出监控界面，在监控界面内可以实现液面高度显示和波形图，还可以显示测量环境的实时温度等。存储和参数设置模块与产品信息模块，可以通过按键点击对应的选项卡名称，即可转换到该界面中。

　　导波雷达液位计是接触式物位测量，采用时域反射技术（TDR）电子单元发射微波脉冲沿着导波杆（缆）传播，当接触被测介质时，产生反射信号由电子部件接收，计算发射到接收的间隔时间，转换为被测介质的距离。导波雷达液位计测量原理如图1所示。通过测量发射脉冲与反射脉冲的时间差，并通过以下公式即可计算出被测物质到仪表法兰的距离:2D=Ct （1）

　　式中:C为光速；T为发射脉冲与反射脉冲时间差；D为空间距离。

　　根据设定的满罐和空罐位置，通过以下公式即可计算出物料高度并输出4~20mA电流:

　　物料高度:L=E-D（2）

　　输出电流:Io=4+L×16/E （3）

　　式中:L为物料高度；E为量程。

　　导波雷达液位计适合测量液/液界面，如油水界面，油与水、油与酸、低介电的有机溶剂（甲苯、苯、环己烷、己烷、松节油和二甲苯）和水或酸。测量液/液界面应注意以下几点:

　　（1）介电常数较低的介质位于上部。

　　（2）两种液体的介电差异不低于10。

　　（3）上层介质的介电常数是已知的，该参数可在现场确定。

　　（4）上层介质的大厚度取决于其介电常数。

　　（5）上层介电常数下限＜3，下层介电常数上限＞20。

　　（6）可同时进行液位测量和界面测量。

　　导波雷达液位计可用在几何尺寸小的容器，也可用在旁通管和各种尺寸的储罐，适用于测量多种粉尘和谷物等。导波雷达液位计测量特性:

　　（1）无可活动机械部件，维护成本低。

　　（2）安装方便，支持罐顶安装或旁路管顶部安装。

　　（3）适用于液面、界面和粉末状或小颗粒状固料的物位测量。

　　（4）不受介质密度和pH值等物理参数变化的影响且无需进行补偿。

　　（5）适用于高温、低温、蒸汽和高压场合。

　　导波雷达液位计使用过程中微波沿导波管向下传导，尽量避免导波杆周围出现金属干扰或物料堆积的情况发生。导波雷达有的诊断功能，具有检测导波杆聚积物的能力。导波雷达液位计的结构由3个部件组成，即雷达变送器、过程密封件和导波杆。过程密封件和导波杆使得低能脉冲微波以光速沿其向下发送，在导波杆与物位（气/物、气/液或液/液界面）的交点通过导波杆被反射回雷达变送器。雷达变送器接收导波杆的测量信号，然后对这些信号进行处理并提供稳定的输出信号。

　　嘉可仪表JK系列雷达液位计种类，主要有缆绳式导波雷达液位计、杆式导波雷达液位计、喇叭口天线型雷达液位计、防腐四氟型雷达液位计、水滴型天线雷达液位计、卫生型平板雷达液位计、PFA桶天线雷达液位计、水利雷达液位计、高温型雷达液位计、高频雷达液位计、调频波FMCW型雷达液位计等。