AVI-DRT02-SW-120雷达物位计电话
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)
一、定义
杆式导波雷达液位计是一种接触式物位测量仪器,它使用导波杆直接插入测量介质,通过导波杆内的雷达波的反射来测量液位高度。
二、工作原理
杆式导波雷达液位计基于时域反射原理(TDR)工作。它以高频振荡器为基础,发射电磁脉冲,这些脉冲沿着导波杆向下传播。当被测介质表面遇到时,部分电磁脉冲会反射回来形成回波。通过测量发射波和反射波的运行时间,可以计算出液位高度。具体来说,运行时间可通过公式t=2d/c(其中d为液位高度,c为雷达波在介质中的传播速度,通常接近光速)转换为液位高度。
三、特点高精度:由于采用雷达波进行测量,杆式导波雷达液位计具有高精度,能够满足各种液位测量的需求。高反应速度:雷达波的传播速度快,因此杆式导波雷达液位计能够迅速响应液位变化,提供实时的液位信息。性好:杆式导波雷达液位计的结构设计合理,能够适应各种恶劣的工况环境,确保长期稳定运行。适用范围广:杆式导波雷达液位计可以用于各种液体、颗粒及粉末的液位测量,能够适应不同介质的要求。
四、应用场景
杆式导波雷达液位计广泛应用于各种工业领域,如石化工业中的储罐、反应釜等;食品工业中的糖浆储存罐、烘烤炉等;以及污水处理行业中的污水池、沉淀池等。此外,它还可以用于电力行业中的水库、大型油罐等液位测量。
五、注意事项在选择杆式导波雷达液位计时,需要考虑被测介质的性质(如介电常数、电导率等),以确保测量结果的准确性。安装时需要注意导波杆的长度和插入深度,以确保测量范围符合实际需求。定期对杆式导波雷达液位计进行维护和保养,可以延长其使用寿命并保持测量精度。
综上所述,杆式导波雷达液位计是一种高精度、高反应速度、性好的液位测量仪器,广泛应用于各种工业领域。在选择和使用时,需要根据实际需求进行综合考虑。
经济性分析与选型建议
80GHz雷达价格是26GHz的1.5-2倍,但在低ε介质中可减少50%无效采购。某电厂案例显示,替换差压变送器后年维护成本从3万降至5000元。四线制分体设计节省电缆,300米传输仅需0.5mm²线径。无线版本免除布线,但需5年更换电池(典型功耗18mW)。行业数据显示投资回报期平均1.8年,主要来自减少的停机损失。
在现代工业的舞台上,测量各种液位是确保生产过程、运行的关键环节之一。而导波雷达液位计,以其的性能和精细的测量能力,成为众多行业的理想之选。导波雷达液位计是一种基于雷达技术的液位测量设备。它通过发射高频电磁波,沿着导波杆传播,当电磁波遇到液面时,会产生反射信号。液位计接收反射信号,并通过的计算和分析,确定液位的高度。导波雷达液位计具有许多的优势。首先,它的测量精度高。能够准确地测量出各种复杂工况下的液位,误差小,为生产过程的控制提供了的数据支持。其次,它具有很强的适应性。导波雷达液位计具有良好的稳定性和性。广东高温高压导波雷达液位计批发价格
在现代工业的浩瀚星空中,导波雷达液位计犹如一颗璀璨的科技之星,以其精细的测量能力和的性能,为众多行业的生产与发展提供着坚实的保障。导波雷达液位计是一种基于电磁波传播原理的液位测量设备。它通过发射高频雷达波,沿着导波杆传播,当遇到不同介质的分界面时,雷达波会被反射回来。液位计根据发射和接收信号的时间差,计算出液位高度。与传统的液位测量方法相比,导波雷达液位计具有诸多明显优势。首先,它的测量精度高,可以达到毫米级别,能够满足各种高精度液位测量的需求。上海导波雷达液位计报价导波雷达液位计在水处理厂准确测量水池液位,优化处理流程。
它的结构紧凑,占用空间小,可以直接安装在容器上,无需对容器进行大规模改造。而且,由于其性高,使用寿命长,减少了后期的维护和更换成本,为企业节省了大量的资金和时间。在实际应用中,导波雷达液位计发挥着重要的作用。在化工生产中,它可以实时监测储罐中的液位,确保生产过程的稳定;在石业,它用于测量油罐的液位,为油品的储存和运输提供准确的数据;在电力行业,它可以监测锅炉水位,保障发电设备的正常运行。总之,导波雷达液位计以其精细的测量、强大的适应性和便捷的安装维护,成为现代工业液位测量的优先设备。它犹如一颗闪亮的科技之星,照亮了工业发展的前行之路。
高温高压导波雷达液位计是一种的测量技术,在工业自动化领域具有重要的应用价值。它能够适应端环境下的液位测量需求,为化工、石油、天然气等行业的过程控制提供了的数据支持。在工业生产中,对于液体物料的测量是的。高温高压导波雷达液位计作为一种非接触式的测量工具,其重点在于使用微波脉冲来检测液面高度。与传统的浮子式或压力式液位计相比,这种雷达技术不仅能够在恶劣的工作条件下工作,而且还能提供更准确、更稳定的测量结果。导波雷达液位计具有较高的性价比。
在食品和制行业,导波雷达液位计的卫生型设计,使其能够满足严格的卫生要求,确保产品质量。随着科技的不断进步,导波雷达液位计也在不断和发展。新型的导波雷达液位计不仅在测量精度和稳定性上有了更大的提升,还具备了智能化的功能。例如,能够实现远程监控、自动校准、故障诊断等,为用户带来了更加便捷和的使用体验。总之,导波雷达液位计以其精细的测量、强大的适应性和便捷的使用,成为现代工业生产和仓储管理中的重要设备。它为各个行业的发展提供了有力的支持,是我们在追求、、生产过程中的伙伴。导波雷达液位计是一种的液位测量仪器。北京蒸汽补偿导波雷达液位计批发价格
导波雷达液位计在造纸厂浆池里,准确测量液位,优化生产过程。广东高温高压导波雷达液位计批发价格
针对上述可能存在的问题,研发人员不断探索新的技术手段加以克服。例如,通过改进信号处理算法提高抗干扰能力;采用涂层材料减少介质附着;优化机械结构设计便于清洗维护等等。这些努力都旨在进一步拓展该类产品在各种复杂环境中的应用范围。在未来的几年里,随着物联网(IoT)技术的发展,预计会有更多智能功能被集成到高温高压导波雷达液位计中。比如,预测性维护功能可以让用户提前发现潜在故障并及时采取措施;远程诊断功能则允许技术人员不受地理位置限制地监控设备状态。广东高温高压导波雷达液位计批发价格
是一种常用的液位测量仪器,其具有高精度、高反应速度、广泛的应用场景等特点。本文将介绍导波雷达的应用场景,并从两个实际测量案例出发,说明导波雷达液位计的性。
导波雷达液位计的应用场景,导波雷达液位计由于具有高精度、反应速度快、性好等特点,因此其应用范围广泛。常见的液位测量应用场景如下:石化工业:如、反应釜、造纸机械等等;食品工业:如糖浆储存罐、烘烤炉、松饼罐等等;污行业:如污水池、沉淀池、调节池、反渗透设备等等;电力行业:如水库、大型油罐等等。
两个导波雷达液位计实际案例,个石化厂储罐液位测量,在这个案例中,一个石化厂需要对大型储罐的液位进行监测。考虑到储罐的大型、高度等因素,这里采用了导波雷达液位计进行液位测量。由于储罐液体性质较为复杂,如锂盐、溴化钾等腐蚀性物质,因此对测量仪器的性和精度提出了较高的要求。经过使用导波雷达液位计进行液位测量后,其反应速度和精度都得到了较好的保障,为厂家带来了较好的生产效益。第二个食品工业烘烤炉温度测量 在食品工业的烘烤炉中,需要测量炉膛的液位,以便控制烘烤温度和时间。传统的液位计在液位变化较大的情况下不准确,需要经常进行手工调整。为了提高测量的准确性和便捷性,这里应用了导波雷达液位计进行液位测量。因为导波雷达液位计具有反应速度快、高精度的特点,它提供了准确的液位读数和高水平的自动控制。
导波雷达液位计具有高精度、反应速度快、性好的优点,广泛适用于石化、食品、污水处理等各个领域的液位监测。本文从两个实际测量案例出发,说明了导波雷达液位计在不同行业的应用场景以及其性,为相关用户提供了参考和帮助。在实际应用中,需要注意不同场景和环境对导波雷达液位计的要求,并且根据实际情况进行存储、维护和保养,以维护其高精度、、的测量品质。
AVI-DRT02-SW-120雷达物位计电话
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。
MAGNETrol/麦格纳丘液位开关T31-002N-BOB
额定压力为720 psi
处理温度为--40F~160F
成本有效的复合法兰设计选项
NACE和/或ASME B31.3建设
比重低至0.40
MAGNETROL公司介绍:
美国Magnetrol自从1932年专利设计并开始销售代物位控制仪表以来,Magnetrol的名字就一直代表了的质量和不断的。
今天,Magnetrol的产品服务于100多个国家的工业控制领域。无论在石化、化工、炼油、陆上平台、海上平台、热电厂、核电厂,还是在造纸、医、食品、饮料及水处理行业,均可看到Magnetrol的产品。
凭借多样化的物位/流量测量技术,Magnetrol在物位/流量仪表市场上有着不可替代的领先。
为了的为中国用户服务,MAGNETROL在1999年走出了坚实的一步:在中国的上海设立了办事处。MAGNETROL希望以此为中国的发展做出贡献。
MAGNETROL RF电容式液位变送器/液位开关主要型号:
Kotron 82 CE 经济型变送器
Kotron 805 回路供源智能型变送器
Kotron 811 单点式开关
Kotron 804 全能型变送器
MAGNETROL RF电容式液位变送器/液位开关应用:
清洁或脏的液体,粘稠的浆料高温和高压的流体
MAGNETROL RF电容式液位变送器/液位开关相关产品:
MAGNETROL热式气体质量流量计
MAGNETROL热扩散式流量/界面&液位开关
MAGNETROL脉冲串雷达液位变送器
MAGNETROL导波雷达液位变送器
MAGNETROL浮筒液位变送器及基地调节仪
MAGNETROL磁浮子液位计
MAGNETROL浮球液位开关
MAGNETROL超声波接触式液位开关
MAGNETROL超声波液位变送器
MAGNETROL振动棒料位开关
Magnetrol主要用应用:
为电力、石化、制、钢铁和轻工等行业提供了优秀的产品,已经了客户的广泛和大力支持。
AVI-DRT02-SW-120雷达物位计电话
导波雷达液位计是为液位测量和控制系统中应用而研发的雷达液位仪表,可以用于指示和控制液位,可以满足大多数情况的液位测量,测量准确度高,导波雷达液位计工作原理运用了时域反射与ETS等技术。液位计变送器模块可以发射特定频率的高频窄电磁波,该电磁波沿着传感器的导波杆或钢缆传播,当发射的电磁波遇到不同的介电常数的介质表面时,电磁波会被反射回来。通过等效时间采样技术将纳秒级的传导时间放大为毫秒级别的等效时间,再采用*目标识别等复杂的算法处理,并对存在的虚假回波进行有效抑制,从而实现了对液位的测量。
导波雷达液位计是一种采用直接接触的方式,将传感器导波杆或者钢缆浸入被测介质进行测量的液位仪表。液位计运用了时域反射原理,变送器模块部分产生一定频率的电磁信号沿导波传感器传播,遇到不同介电常数的介质时产生反射,单片机通过算法可以得到待测液位高度。因此,在用导波雷达液位计测量液位时,液位的变化会引起传感器特征阻抗改变。这种改变产生的反射信号通过电路采集进行捕捉后,加以处理从而得到所测的液位高度。
导波雷达液位计主要具有以下优点:
(1)液位计的电磁波沿同轴射频电缆和导波杆或者钢缆传导,衰减程度小,功耗低,电磁波能量集中,不易扩散,抗干扰能力很强,准确度可达±3mm。
(2)可以测量各种低介电常数的介质,介电常数的大小只影响回波幅度大小,对测量数据无影响。
(3)雾气、泡沫等引起的散杂信号对测量无影响。对于具有挥发性气体、泡沫、液位表面波动、挂料、结垢、沸腾、介电常数或密度经常变化的测量工况,都可以有效进行测量。
(4)测量不受介质密度、导电率和温度的影响,适用于高温高压工况下的测量。
(5)具有维护量小,现场调校方便,性能稳定、等优点。
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。