GRT2203A2AA20380AMF3BC3BX-A01D导波雷达物位计价格低的

　　液体储罐的高精度监测方案

　　相比超声波仪表，雷达料位计不受蒸汽、真空或压力（10MPa）影响。某原油储罐应用显示，26GHz雷达在ε=2.1介质中保持±3mm精度。两线制设计功耗<4mA，满足本安防爆要求（Ex ia IIC T6）。最新智能算法通过多点平均抑制液面波动，使动态误差降低80%。导波雷达（GWR）利用探杆穿透泡沫层，真实液位检出率>99%，特别适用于发酵罐等复杂工况。

　　本文旨在通过实践来探讨电厂低压给水加热器上液位的测量，并解析了加热器结构及其采用各种不同液位测量仪表的历程和工况特点，论述了导波雷达液位计在低压给水加热器上的使用优势，藉此给电力行业热工人士提供一些有价值的参考。

　　给水加热器的结构与功能

　　给水加热器是一种利用汽轮机抽汽加热给水，以提高热效率的加热设备，是电厂回热系统的重要辅机之一。加热器的工作原理是利用汽轮机做过功的乏汽加热凝结水和给水，而不是直接将乏汽排入凝汽器，以充分利用乏汽的焓，降低冷源损失，同时减弱锅炉受热面的热应力。

　　加热器按汽水传热方式的不同，可分为表面式和混合式。目前，在火力发电厂中除了除氧器采用混合式加热外，其余高低压加热器均采用表面式加热。按照水侧的布置方式和流动方向的不同，表面式加热器又分为立式和卧式。

　　表面式给水加热器的特点，是加热工质（汽轮机的抽汽）与被加热工质（锅炉给水）相互不混合，通过管壁来传递热量。传热管内是给水，传热管外是蒸汽。蒸汽在加热器里放出热量并凝结成疏水，由疏水口排出。由于加热蒸汽通常都具有一定的过热度，为使给水温度达到所期望的值，同时加热面积尽可能的少，可设置一个过热蒸汽冷却段，以充分利用抽汽的过热度。蒸汽由汽相变为饱和水，同时放出汽化潜热的过程是在凝结段里完成的。凝结段是给水加热器的主要换热区段，管内给水大部分的焓升是由这一区段提供的。因此，具有凝结段的加热器是电厂用给水加热器的基本型式。

　　加热器中液位测量的重要性

　　加热蒸汽和被加热的水之间是通过金属表面来传递热量的。由于传热热阻的存在，给水不可能被加热到蒸汽压力下的饱和温度，不可避免地存在着一个端差。因此，给水端差（TTD = Terminal Temperature Difference）和疏水端差（DCA = Drain Cooler Approach temperature difference）是加热器的两个主要。给水端差和疏水端差的设置，直接影响到机组的率和运行的性。给水端差又称为上端差，是加压器蒸汽压力下的饱和温度与出口给水温度之差。疏水端差又称下端差，是离开加热器汽侧的疏水温度与进入水侧的给水温度之差。

　　图1  卧式表面式给水加热器结构实物

　　合理的给水端差的设置，能够有效提高热交换效率，是成本控制及盈利能力的重要组成部分。在实际运行中，给水端差增大的原因有:加热器的抽汽压力和抽汽量不稳定；加热器受热面结垢使传热恶化，增大了传热管内外温差；加热器内积聚了空气，不凝结的空气附在传热管表面形成空气层，妨碍了蒸汽的凝结放热，增大了传热热阻；凝结水或给水的部分或不经过加热器，而是从加热器旁路通过；凝结水位过高，淹没了一部分传热管，使传热面积减少。而给水端差过小，纵然可以提高热交换效率，但加热器长期处于过热状态，会大缩短使用寿命。由此可见，在日常操作中，维持合理的加热器凝结水位高度，从而找到热交换效率和设备寿命之间的平衡点，成为热工控制的首要任务。

　　加热器中液位测量的发展历程

　　给水加热器中存在高温、高压及大量蒸汽，恶劣条件使之成为测量的难点。给水加热器的水位检测历经了几个发展阶段，从初的磁翻板液位计、浮筒液位计、直到今天比较常用的差压变送器和导波雷达液位计。

　　磁翻板液位计又称就地水位计，是为传统的一种水位测量方式，至今仍然是加热器的标准配置。磁翻板液位计利用浮力原理，根据加热器的设计温度、压力及水的密度，制造出满足工况条件的浮子。浮子装在和加热器相连的筒体中，筒体中的水位和加热器中的水位等高，而筒体内浮子漂浮在水面上，即代表水位的高度。浮子内的永磁铁通过磁耦合作用引起筒体外的小磁板翻转，通过小磁板两面颜的不同，来就地读取加热器中的水位高度。磁翻板液位计是一种稳定的测量技术，但它存在两大缺陷。一是测量精度不高。因为加热器中的温度和压力的变化，凝结水的密度也发生变化，根据阿基米德浮力定律f浮=ρgV，当凝结水密度变化时，浮子浸没在水中的体积也发生变化，因此浮子淹没高度的变化会影响到测量精度。二是就地水位计在初的时候没有远传信号。

　　浮筒液位计是上世纪80年代至本世纪初常用的加热器水位测量方式。因为浮筒液位计集成有信号转换器，所以能够提供远传信号。但是浮筒液位计也是基于浮力的原理，因此同样面临着测量精度差的问题。此外，浮筒液位计多数采用扭力管式测量原理，表头笨重且需要周期性的标定，给使用和维护带来了诸多不便。

　　图2  导波雷达液位计工作原理

　　随着差压变送器技术的发展和产品性价比的提升，差压变送器配合平衡容器成为本世纪以来较为常用的加热器水位测量方式。但无论是采用双室平衡容器，还是采用单室平衡容器，对于测点位置的选取和安装都有较高的要求。因为，低加汽测可能工作在负压工况下，所以测量值波动大，影响到生产人员的正确操。此外，差压变送器的测量原理是:ΔP=ρgh,为达到地测量，需要对密度、温度及压力进行补偿。

　　导波雷达液位计采用的是时域反射原理（TDR原理，Time Domain Reflectometry）。导波雷达的工作原理，是由表头高频脉冲发生器产生电磁脉冲波信号，该信号沿着导波杆（探杆）向下传送，当遇到比此前传导介质（如空气或蒸汽）介电常数大的液体表面时产生反射信号，用超高速计时电路测量出脉冲波信号从发射到接收的传导时间。传导时间与电磁脉冲波速度乘积的一半，即代表被测介质表面到导波雷达液位计过程连接处的距离；通过给定的容器高度减去距离，计算得出液位的高度，从而达到对液位的测量。

　　导波雷达液位计的测量原理及优点

　　时域反射理论模型早在1939年就已建立，初用于电信业查找电缆断点。上世纪90年代中后期，部分液位计厂家致力于将TDR技术应用于工业仪表，称之为导波雷达液位计。导波雷达液位计问世后，随即成为物位测量的一大利器。导波雷达液位计的测量结果和被测介质的温度、压力、密度、粘度、电导率和介电常数无关，可以用于测量液体、浆料和固体，也可以测出物位或某些工况下的液体界面。因此，当导波雷达液位计满足设计温度、压力、量程、精度、材质及安装位置的要求时，是一种理想的物位测量仪表，几乎可以取代大多数物位计。当然，导波雷达液位计也同样面临着一些使用的限性，如其典型精度为±3mm、对温度和压力耐受的限、当介质粘度高时在探杆上形成挂料、固体介质容易磨损并拉断探杆，以及容器内的搅拌影响探杆的安装等。

　　做为一种探杆和被测介质相接触的接触式物位测量仪表，导波雷达液位计的选型重点集中于探杆形式。为此，各导波雷达液位计厂家研发生产出不同的探杆形式，以满足各种工况的要求。如笔者所使用过的美国Magnetrol品牌的导波雷达液位计，就有多达22种探杆形式可供选择。

　　图3  单杆探杆信号轨迹图、通州探杆信号轨迹图、同轴探杆实物图、通州探杆实物剖面图

　　那么，如何选用合适的探杆形式呢？首先，需要考虑探杆对温度和压力的耐受。其次，需要考虑电磁脉冲信号在探杆上传播的轨迹。

　　单式探杆（单杆、单缆）上信号轨迹呈逐步发散的状态。在信号的轨迹范围内，可能会产生干扰信号影响到液位的测量。典型的干扰信号有安装管嘴，以及容器内的焊缝、焊渣和结构件等。同轴探杆的信号则集中在同轴探杆内。同轴探杆的结构是中间有一根实心金属杆（通常直径为8mm），电磁脉冲信号在金属杆上传播；其外侧是一根金属套管（通常直径为22mm），金属套管作为金属杆的屏蔽层，起到屏蔽外部的干扰信号及集中信号的作用，以提高信号的灵敏度，便于测量介电常数较低的介质。因此，采用同轴探杆可以不用考虑安装位置及容器内结构对测量带来的影响，是理想的一种探杆形式。同轴探杆的限在于，其量程受限，通常为6m左右，以及高粘度介质所形成的“搭桥”现象。

　　那么是不是说使用导波雷达液位计测量低压加热器液位，只需考虑到以上两点就了呢？实际上，还需要结合电厂低压加热器实际工况中存在大量蒸汽的特点。一是要考虑蒸汽的侵蚀作用对于探杆和表头之间密封部分的材质选择和制作工艺的考验。见图3红圆圈部分。依据笔者经验，选择应用业绩多、历经实践考验的品牌是产品的有效保障。二是需要考虑蒸汽工况下，电磁脉冲信号的传播在蒸汽中被衰减的情况。通常，导波雷达的测量原理可用以下公式来表示:

　　L=D – C0.t/2

　　L=液位高度

　　D=容器高度

　　C0=真空中的光速

　　t=发射信号和反射信号的时间间隔

　　在蒸气工况中，实际的液位以 L真来表示，实际的信号传播速度用C真来表示；仪表测量出的液位以L测来表示，那么:

　　L真=D – C真.t/2

　　L测=D – C0.t/2

　　因为C真L测。依据导波雷达液位测量值来控制凝结水的高度，所造成的实际影响是凝结水位过高，致使低压加热器内部分传热管被淹没在凝结水下，热交换效率下降，给水端差增大。

　　图4  7×S蒸汽探杆结构剖面图

　　通过实际的观察数据和相关的文献资料信息，在低压加热器的工况条件下，C真和C0之间的差异在2%~5%之间。因为C真受到蒸汽温度、压力的影响而不断变化，所以仅从改变仪表系数的方面来进行C真的修正，还是不能很好满足对测量准确度的要求。

　　对于C真进行实时的补偿，是导波雷达在蒸汽工况下能完成准确测量的先决条件。笔者所使用的Mangetrol导波雷达液位计采用了专利的蒸汽探杆，用于实时的C真补偿，其补偿的工作原理如下:

　　在蒸气探杆中，距离表头下方125mm处安装有一个蒸汽目标(Steam Target)，表头每秒会发送一个询问信号，该询问信号到蒸汽目标后被发射回表头的时间t问询被测量。此时，电磁脉冲信号在当前工况下的速度C真可以用以下公式准确计算出来:

　　C真=d/t问询，其中，d=125mm

　　获得C真后，导波雷达将以此值来进行真实液位值的计算，从而达到实时补偿的目的。

　　小结

　　综上所述，Magnetrol专利的蒸汽探杆，集成了同轴式、良好的蒸汽隔密封及实时蒸汽补偿的优势。同时，Magnetrol致力于同轴探杆的大规模推广，具有同轴探杆生产的规模优势，给电力行业用户带来了高性价比的产品。此外，Magnetrol专利的AURORA系列液位计，将磁翻板和导波雷达液位计集成为一体，提供了重要应用场合的现场和远传测量，减少了过程接口数量，避免了潜在泄露点，提高了使用维护的便利性。

　　特点:<雷达型号沿导波杆传送，消除假回波信号<高重复性，4~20mA输出，带现场LCD显示

　　GRT2203A2AA20380AMF3BC3BX-A01D导波雷达物位计价格低的

　　导波雷达液位计

　　关键字:导波雷达液位计,液位计

　　HJRD32导波雷达液位计具有低维护，高性能、高精度、高性，使用寿命长等优点。在与电容，重锤等接触式仪表相比较，具有无可比拟的性。微波信号的传输不受大气的影响，所以它可以满足工艺过程中挥发性气体、高温、高压、蒸汽、真空及高粉尘等恶劣环境的要求。该产品适用于高温、高压、真空、蒸汽、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境，可对不同料位进行连续测量。该仪器主要技术达到或优于国内外同类产品,且安装调试简便，可以单台使用，也可组网使用，可广泛应用于冶金、建材、能源、石化、水利、粮食等行业。

　　导波雷达液位计技术参数:

　　应    用:液体

　　测量范围:6米

　　过程连接:螺纹、法兰

　　过程温度:-40-250℃

　　过程压力:-0.1~2MPa

　　精    度:±3mm

　　频率范围: 100MHZ-1.8GHZ

　　防爆等级:Exib IIC T6 Gb

　　防护等级:IP67

　　信号输出:4—20mA/HART（两线）

　　导波雷达液位计特点说明:

　　特点:

　　1.可以测量介电常数大于等于1.4的介质。

　　2.一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。

　　3.杆式雷达量程可以达到6米。

　　4.对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。

　　5.对于介电常数比较小的液体物料可以采用双探杆式测量方式，以保障良好的准确测量精度。

　　测量原理

　　产品是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。探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，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。

　　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 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。

　　测量范围:

　　F---- 测量范围

　　E---- 空罐距离

　　B---- 顶部盲区

　　K---- 探头到罐壁的距离

　　顶部盲区是指物料高料面与测量参考点之间的小距离。

　　底部盲区是指缆绳底部附近无法测量的一段距离。

　　顶部盲区和底部盲区之间是有效测量距离。

　　安装位置:

　　1.尽量远离出料口和进料口。

　　2.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。

　　3.建议安装在料仓直径的1/4处。

　　4.缆式探头或杆式探头离罐壁距离不小于30厘米。

　　5.探头底部距罐底大约30mm。

　　6.探头距罐内障碍物距离不小于200mm。

　　7.如果容器底部是锥型的，传感器可以安装

　　8.罐顶，这样可以一直测量到罐底。

　　导波雷达液位计安装图:

　　图一（安装指南）

　　图二（导波管）

　　导波雷达液位计选型表:

　　仪表型号 探头类型 量程 材质

　　HJRD32   杆式探头 6000mm   不锈钢

　　HJRD32-防爆

　　P 标准型 ( 非防爆 )

　　I 本安型 (Exib Ⅱ C T6)

　　D 本安型＋隔爆型 (Exd ib Ⅱ C T6)

　　HJRD32-杆式探头

　　A 6mm

　　B 10mm

　　HJRD32-过程连接/材料

　　G G1½"A  螺纹/不锈钢

　　GA G1"A  螺纹/不锈钢

　　N 1½"NPT 螺纹/不锈钢

　　NA 1"NPT 螺纹/不锈钢

　　C 法兰 DN50 PN16 C 型

　　D 法兰 DN80 PN16 C 型

　　E 法兰 DN100 PN16 C 型

　　F 法兰 DN150 PN16 C 型

　　H 法兰 DN200 PN16 C 型

　　K 法兰 DN250 PN16 C 型

　　Y 约定

　　HJRD32-密封温度

　　P 普通密封 /-40...100℃

　　G 高温密封 /-40...250℃带散热片

　　HJRD32-电子单元

　　2 （4 ～ 20）mA /24V DC 两线制

　　3 （4 ～ 20）mA /24V DC/HART 两线制

　　4 （4 ～ 20）mA /24V DC/HART 四线制

　　5 （4 ～ 20）mA /220V AC/HART 四线制

　　HJRD32-外壳/防护等级/天线防护等级

　　P 塑料 /IP65

　　L 铝 /IP67

　　HJRD32-电缆接口

　　M M20*1.5

　　N ½"NPT

　　HJRD32-编程/显示

　　V 带

　　X 不带

　　HJRD32-量程（mm）

　　备注:

　　相关信息

　　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

　　导波雷达液位计主要由雷达变送器、过程密封件和导波杆三部分组成。表头内部安装雷达变送器，采用一次压铸成型的双室结构，带LCD显示，大多数情况下可以向任意方向旋转，便于现场观察。根据不同的环境条件选择相应表头材质，常规条件下可以选择聚氨酯涂层，沿海地区可以考虑316ss等耐腐蚀性不锈钢。导波杆共分为两 类五种，即硬杆类，包括同轴、单杆和双杆三种;软缆类，包括单缆和双缆两种。

　　导波雷达液位计配备不同的探头，以满足各种应用要求。硬杆类导波雷达液位计测量范围较小，制造商推荐可选范围一般在0~6m，而软缆类导波雷达液位计测量范围较大，制造商推荐可选范围通常在0~50m内，甚至可以达到80m，所以导波杆长度可根据测量要求，自由定制选择。

　　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，而在挂料和结晶的应用场合容易产生测量误差，因此不适用高黏度的、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。

　　软缆类中的单缆式探头底部配有重锤，主要用于测量大量程的液体和固体料位。硬杆类型中的双杆、软缆类型中的双缆与单杆、单缆相比，增加为平行双探头，导波雷达液位计能量集中在两个探头之间，测量能力，抗干扰、抗黏附能力高于单探头，灵敏度低于同轴探头。

　　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）