WD-FMEWF-102B导波雷达物位计价格低的
雷达物位传感器的测量原理
雷达物位传感器基于时域反射(TDR)原理,通过发射26GHz或80GHz高频电磁波并计算回波时间差实现物位测量。电磁波在空气中传播速度接近光速(3×10⁸m/s),1ns的时间分辨率对应15cm的测量精度。某石化储罐实测显示,80GHz传感器对ε=1.8的柴油测量误差仅±2mm,比超声波传感器精度提高5倍。最新相位干涉技术可识别0.1°的相位变化,将分辨率提升至0.1mm级。传感器通常采用FFT算法处理回波信号,能在-40~200℃环境稳定工作。
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。
雷达物位计厂家
DHE-4100原理
原理:由导波杆向下引导微波脉冲到达物料表面后,部分信号被反射回来,通过测量信号发射到接收的时间差得出物位高度。适用于:
<小量程储罐,几何形状和内部有障碍物的复杂储罐。
<带有蒸汽,附着物,起泡,冷凝水的应用场合。
DHE-4100雷达物位计产品特点
■稳定
近三十年行业积累,采用定华电子*的“微振动分析”回波处理技术,智能回波识别技术,确保物位总能得到、、有效的跟踪和检测。
■调试简单
仪表显示屏上可以直观看到测量波形,通过波形可以轻松判断仪表的工作状态。
■应用广泛
多种天线形式可供选择,适用于各种不同的特性介质,不受介质的密度、粘度、电导率、湍流、粉尘、腐蚀性等的影响。
■连接方便
多种过程连接方式选择,将泄露风险减至低。
化工行业
化工行业对物位测量技术的要求很高。雷达物位计具有高精度、大量程、高稳定性、调试操作简便等技术特点,决定了其在化工行业比其他测量手段更具有显著优势。
过程罐
反应过程罐的液位测量一直是个难点,而化工行业存在很多的反应过程罐。由于反应过程罐里多数有搅拌、伴热等设备,导致很多仪表无法正常工作。非接触式平板雷达物位计可以不受搅拌、伴热这些因素的影响进行稳定测量。
卧罐
化工行业的卧罐多为直径1~4米左右。介质多为腐蚀性强、易燃易爆等危险介质。其量程较小,采用接触式雷达(导波)物位计 ;而非接触式雷达物位计 采用四氟防腐技术,测量强腐蚀性介质效果更佳。
球罐
球罐在化工行业常见,直径多数大于10米。常用来储存带压、腐蚀性强、易燃易爆等危险介质。由于量程较大,多采用非接触式雷达物位计测量物位,其量程大可达到30米,精度可达到±5mm。
立罐
立罐在化工行业常用来储存常压介质,其量程较大,多为10~30米,且多有内浮顶,选型时需考虑是否增加导波管。罐体加装导波管的采用接触式雷达(导波)物位计 ,无导波管的工况采用非接触式雷达物位计。
石化行业
石化行业测量不同过程步骤的物位高度,对仪表的性要求很高。雷达物位计适用于测量石化行业中的碳氢化合物和油品,因为其可以在不受温度、压力、密度等影响的情况下测量物位高度,可以满足大容量,不同尺寸的容器的测量要求。
过程罐
石化行业的不同过程设备中,会将可回收利用的干净冷凝液收集到储罐里。这些冷凝液是在用于加热不同的碳氢化合物过程的蒸汽系统中产生的。 在冷凝液罐里,通常会达到很高的过程温度,采用高温型的非接触式平板雷达,可以准确的测量其物位高度。
卧罐
石化行业有大量的卧式储罐,量程2~4米。 要确保能地完成炼油过程,关键在于要能测得储罐内的物位,以便在需要时能提供各种相应的介质。接触式和非接触式雷达物位计均可用在此工况上使用。接触式雷达(导波)物位计 ;非接触式雷达物位 计精度更高,更适合测量有防腐要求的介质及会产生附着物的介质。
球罐
石化行业中,球罐多数都是用于存储碳氢化合物,其量程多数大于10米。以常见的丙烷为例,丙烷属于液化气 (LPG),常温下是一种无的易燃气体。丙烷经压缩、液化后被存入高压容器中,以免其重新气化。非接触式雷达物位计 可以准确的测量它的液位高度。
立罐
石化行业中,立罐主要用来存储成品油,其量程较大,10~30米。如成品汽、柴油,就常储存于立罐中。其常温常压,用非接触式雷达物位计 可以准确的测量液位高度。
制
医行业设备通常体积更小,被测介质价值相对较大,卫生等级要求相对较高,雷达物位计适合于小型反应器和灌装设备的物位测量。
过程罐
品生产过程中缓冲罐常见,缓冲罐内的介质经常会有一些混合、反应过程,所以罐内多有搅拌或液下泵。多采用非接触式平板雷达物位计,平板天线信号强,不怕介质飞溅、粘附,适合测量带搅拌的工况。
卧罐
在医生产中,常用的溶剂和反应介质多数在卧罐中储存,其量程一般都在2~3米。对于卫生要求高的采用非接触式雷达物位计 测量。对于卫生要求不高的采用接触式雷达(导波)物位计 。
食品
我们每天食用的一切液态或糊状食品都被仓储在不同规格的容器中,并在其中得到混合和加工。尤其是在带有搅拌装置的小型容器中,常常会出现严重的冷凝现象或者在传感器上形成附着物。而雷达物位计不受介质附着物和冷凝物的影响,可以*食品行业的使用要求。
过程罐
在食品加工工艺中,会经常出现过程罐。食品在过程罐中搅拌、加热、转换。对于带搅拌的罐体多采用非接触式平板雷达物位计。由于搅拌的存在,可能会出现介质飞溅,造成附着物黏在天线上。而平板雷达的天线小、信号大,*不受附着物的影响。
卧罐
在食品行业中,大多数的液态食品(饮品)都储存在卧罐中,多数的液态食品(饮品)在酿造过程中,罐中总是存在一层厚厚的泡沫(比如啤酒和牛奶)。非接触式平板雷达物位计 的信号大、穿透力强,通常使用它来测量这种液态食品储罐的液位高度。
料仓
粮仓是食品行业常见的储罐。装填筒仓会产生大量灰尘,粮食属于固体颗粒,故采用固体雷达物位计 。固体雷达物位计信号更强,可穿透灰尘测量物料。
采矿
采矿行业中,固体料仓中石料及各种灰库中的料灰物位高度,均可通过雷达物位计进行测量。矿物状态可分为粉尘状、颗粒状和块状。其介电常数通常比较小,固体雷达物位计的电路部分专门增加了信号放大器,增强雷达回波信号,了雷达物位计在固体物位测量时的稳定性和精度。
过程罐
采矿行业中过程罐主要用于矿物的混合再加工。以铝土矿为例,铝土矿首先与氢氧化钠混合,蒸压和搅拌。然后将其送入煅烧炉,在那里脱水成白细粉-氧化铝。非接触式固体雷达物位计 可以准确测量该罐中的物位,确保工艺的良好运行。
料仓
筒仓是存储固体矿物的主要容器,采出的矿石通过输送系统输送到大型的地上或地下筒仓,并储存在那里直到用于生产。需要的测量来确定筒仓的物位。非接触式固体雷达物位计 是这种工况的好的测量仪表。
水泥
在水泥窑中利用雷达物位计技术,通过建立动态预测模型,实现熟料生产全寿命的完整视图。监测和控制生产大大提高窑的稳定性,提高生产效率,减少材料损失及能源成本。
过程罐
水泥粉料在回转窑中燃烧之前,来自混合床和集料的物料在大型磨机中被磨成细生料,然后粉末材料通过气动输送系统输送到筒仓。的水平监测对于优化原材料储存。非接触式固体雷达物位计 *可以满足此工况的要求。
料仓
水泥厂的原料大多是颗粒状物料,少数是块料,其半成品熟料也是颗粒状物料,储存在库或仓里。这种工况对物位仪表的天线结构要求比较,例如:大量程、高温、度粉尘,还需要考虑现场冷凝、积料、搅拌器等影响造成的伪回波现象。建议采用非接触式雷达物位计 来测量物位。
水处理
水处理行业的液位测量主要包括集水井、粗格栅、细格栅、生化反应池、冲泥池、污泥池、井溶池。其中除了集水井等超远量程、狭长空间外,其他环境比较简单。雷达物位计在以上场合均可以稳定工作,测量。
料仓
利用地下水泵将地下水从深井中输送到表面,要求溢出以前停止取水。因此需要并免维护的水位测量仪表。由于地下水井的深度可能会很大,采用接触式雷达物位计 可以方便、经济的测量地下水水位,大测量范围可达到100米。
雷达物位计厂家
定华电子生产雷达物位计,产品稳定、调试简单、安装方便,可适用于多种场合。
德国E+H导波雷达液位计FMP52
FMP51 带涂层的探杆,适用于腐蚀性的介质的液位测量
应用
• FMP51 - Premium 仪表,用于液位测量和界面测量
• FMP52 - Premium 仪表,带涂层探头,用于腐蚀性液体的测量。接液部件采用
认和 USP Cl. VI 认材料
• FMP54 - Premium 仪表,主要用于高温和高压应用场合中的液体测量
• 较大量程:45 m (148 ft)
•
过程连接:3/4"螺纹,或法兰
•
温度范围:–196…+450 °C (–321…+842 °F)
•
压力范围:–1…400 bar (–14.5~5 800 psi)
•
提供下列系统集成接口:
– 4...20 mA HART (模拟量信号)
– PROFIBUS PA (Profile 3.02)
–
基金会现场总线(FF)
•
可以进行限位监控(低限(MIN)、高限(MAX)、量程范围内),具有 SIL 2 (单台仪
表测量)或 SIL 3 (同构冗余测量)等级,
通过 TÜV 认,符合 IEC 61508 标
准
优势
•
测量:
–
存在波动液面和泡沫液面时
–
介质类型改变时
–
存在粉尘的应用场合中(仅适用于 FMP54)
•
适用范围广
•
内置数据储存单元
•
工厂预标定探头长度
•
全中文显示的直观菜单引导式操作方法
•
便捷地集成至控制系统或资产管理系统中
• 准确的仪表诊断和过程诊断,有助于发现问题
•
防爆认:ATEX、IEC Ex、CSA、FM、NEPSI
压力设备指令(PED) (仅适用于 FMP54)
3A 认(仅适用于 FMP52)
物位,流量,压力,水分析测量测控:德国E+H,德国VEGA,北京瑞普三元压力传感器, 美国EMA流量传感器, 公众平台:西安宏略贸易有限公司。 水分析:CPM223,CPM253,CM442,CPS11,CPS11D等;物位计:FMR10, FMU30. FMU40等;压力变送器:P31 PMP11,PMC11,PMC131 等现货。
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雷达物位计的构成
雷达物位计作为现代工业中常用的液位测量仪器,凭借其高精度和非接触式的特点,广泛应用于石油、化工、食品、制等行业。在这些行业中,雷达物位计主要用于对液体、粉末或颗粒等物料的测量。为了确保雷达物位计能够在不同的工况环境下稳定工作,了解其构成和工作原理显得尤为重要。本文将详细探讨雷达物位计的构成要素及其工作原理,以帮助读者地理解这一技术,并为相关行业的应用提供指导。
雷达物位计的核心部分包括发射器、接收器、天线以及信号处理单元。这些组成部分共同协作,完成物位测量任务。发射器负责产生高频的电磁波信号,通常是微波或毫米波,信号通过天线发射出去。当电磁波遇到物料表面时,会发生反射,反射回来的信号被接收器接收并传送到信号处理单元进行分析。通过计算发射信号与反射信号之间的时间差,雷达物位计能够计算出物料的高度或位置。
发射器(Transmitter)
发射器是雷达物位计的重要组成部分,通常利用微波技术生成频率稳定、功率适当的电磁波。发射器的设计能够适应不同环境下的电磁波传播要求,并确保信号在较远的距离内能够保持的强度。发射器的性能直接影响雷达物位计的测量精度和稳定性。
接收器(Receiver)
接收器用于捕捉反射回来的信号并进行放大处理。它的工作原理是根据反射信号的强度和到达时间来推算物料的表面位置。接收器的灵敏度和带宽宽度是影响测量精度和响应速度的关键因素。现代雷达物位计通常采用数字信号处理技术,提升了接收器的性能。
天线(Antenna)
天线用于将发射信号有效地传播到目标物体,并接收反射回来的信号。天线的设计直接影响雷达物位计的测量范围和分辨率。天线的类型可根据应用需求进行选择,常见的有波导天线、对向天线和螺旋天线等。
信号处理单元(Signal Processing Unit)
信号处理单元是雷达物位计的大脑,其主要功能是对接收到的信号进行处理、分析和计算。通过对反射信号与发射信号时间差的测量,信号处理单元能够计算出物料的物位,并输出对应的数字信号或模拟信号,以供其他设备进行处理或显示。
雷达物位计通过发射微波或毫米波信号,遇到物料表面时发生反射。这些反射信号会被接收器接收,并传递到信号处理单元。通过对比发射信号与反射信号的时间差,计算物料表面到仪器的距离。由于雷达波的传播速度是已知的,因此,通过测量信号的往返时间,雷达物位计可以准确地计算出物料的高度或位置。
与传统的机械式液位计相比,雷达物位计具有诸多优势。它能够在高温、高压、强腐蚀等复杂工况环境下稳定工作,且不受物料特性(如颜、气体或蒸汽等)的影响。雷达物位计还能够进行远程监控,方便集成到自动化系统中,提高了生产效率和性。
雷达物位计作为现代工业自动化测量的关键工具,其结构设计和工作原理决定了其在各种环境中的稳定性和精度。其发射器、接收器、天线以及信号处理单元的精密协作,使得雷达物位计在液位测量中发挥着不可替代的作用。在日常应用中,选择合适的雷达物位计产品,不仅需要了解其基本构成,还应根据不同的工业需求进行优化配置,从而达到佳的测量效果和系统性能。
1、特点:
< 采用的非接触式测量
< 采用其稳定的材料制造
< 测量物体、固体介质的物位
< 可以测量介电常数>1.8的介质
< 测量范围0…20m(可以扩展到35米)
< 采用两线制、回路供电的技术,供电电压和输出信号通过一根两芯电缆传输
< 4…20mA输出或数字型信号输出
< 分辨率1mm
< 不受噪音、蒸汽、粉尘、真空等工况影响
< 不受介质密度、粘稠度和温度的变化的影响
< 过程压力可达4MPa
< 过程温度可达250℃
基本参数
产品名称
智能高频雷达物位计
产品型号
YLPS系列
测量范围
6、10、15..70、80m
供电电源
DC24V(*标配)/ AC220V
输出信号
4-20mA(*标配)/ Hart通讯 / RS485 Modbus通讯
防爆等级
Exia IlC T6 Ga / Exd ia lIC T6 Gb
防护等级
IP67 / IP68
安装方式
螺纹 / 法兰
2、YLPS6系列智能雷达液位计仪表参数(*新款):
(1)YLPS6805型技术参数:
应 用: 各种腐蚀的液体
测量范围: 10米
过程连接: 螺纹、法兰
介质温度: -40~130℃
过程压力: -0.1~0.3MPa
精 度: ±5mm
防护等级: IP67
频率范围: 26GHz
防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga/ Exd ia IIC T6 Gb
信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/RS485/Mod bus
(2)YLPS6806型技术参数:
应 用: 耐温、耐压、轻微腐蚀的液体
测量范围: 30米
过程连接: 螺纹、法兰
介质温度: -40~130℃ / -40~250℃
过程压力: -0.1~4.0MPa
精 度: ±3mm
防护等级: IP67
频率范围: 26GHz
防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga/Exd ia IIC T6 Gb
信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/RS485/Mod bus
(3)YLPS6807型技术参数:
应 用: 卫生型液体存储容器、强腐蚀性容器
测量范围: 20米
过程连接: 法兰
介质温度: -40~150℃
过程压力: -0.1~0.1MPa
精 度: ±3mm
防护等级: IP67
频率范围: 26GHz
防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga/Exd ia IIC T6 Gb
信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/RS485/Mod bus
(4)YLPS6808型技术参数:
应 用:固体料、强粉尘、易结晶、 结露场合
测量范围: 70米
过程连接: 万向法兰
介质温度: -40~130℃ / -40~250℃
过程压力: -0.1~0.1MPa
精 度: ±15mm
防护等级: IP67
频率范围: 26GHz
防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga/Exd ia IIC T6 Gb
信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/RS485/Mod bus
(5)YLPS6809型技术参数:
应 用: 固体颗粒、粉料
测量范围: 液体 30米/ 固块 20米/ 固粉 15米
过程连接: 螺纹、法兰
介质温度: -40~250℃
过程压力: -0.1~4.0MPa (平板法兰)、-0.1~0.1MPa(万向法兰)
精 度: ±10mm
防护等级: IP67
频率范围: 26GHz
防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga/Exd ia IIC T6 Gb
信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/RS485/Mod bus
(6)YLPS6810型技术参数:
应 用: 固体料、强粉尘、易结晶、 结露场合
测量范围 : 80米
过程连接: 万向法兰
介质温度: -40~130℃ / -40~250℃
过程压力: -0.1~0.1MPa
精 度: ±15mm
防护等级: IP67
频率范围: 26GHz
防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga/Exd ia IIC T6 Gb
信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/RS485/Mod bus
(7)YLPS6PB型技术参数:
应 用: 强腐蚀性液体,有搅拌工况可以用
测量范围 : 40米
过程连接: 法兰(小DN50)
介质温度: -40~130℃ / -40~250℃
过程压力: -0.1~1.6MPa
精 度: ±5mm
防护等级: IP67
频率范围: 26GHz
防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga/Exd ia IIC T6 Gb
信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/RS485/Mod bus
雷达物位计,也被称作雷达料位计、雷达液位计等,主要具有无线电检测和测距的功能。因此,雷达物位计一般用于测量目标点到雷达物位计之间的距离的。
由于雷达物位计是通过发射物理特性类似于光速的电磁微波,所以它的发射频率很高,波长很短,因此通过持续不断的发射高频率的电磁波除了可以探测到雷达物位计与待测物料之间的距离之外,还可以通过其发射、接收电磁波信号之间的时间变化差值计算出待测物料的移动情况,包括移动速度、转动角度等。
相对于传统的红外线测距等方法,雷达物位计其实在价格上并不占优势。但是由于雷达物位计的电磁微波能在温度、压力变化较大,有惰性气体或易挥发性气体、强粉尘等工况环境下不受干扰,因此它广泛的应用于煤炭、造纸、钢铁、水泥、食品、电力、石化等行业领域。
综上所述,雷达物位计一般用于测量雷达物位计与待测物料之间的距离,形状,方位,高度以及待测物料相对雷达物位计的位移情况等位置移动等信息。赢润研发生产的高频智能雷达物位计分为接触式雷达物位计和非接触式雷达物位计两大类,采用的新型的微处理器,能发射26 GHz的高频超声波信号,适用于反应釜、耐温、耐压、轻微腐蚀性液体等高温、高压复杂工况下物料信息的探测。
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雷达是利用电磁波传播过程中折射性和性而研发的一种空间测距电子仪器,初用于国防及航空导航。随着科学技术的推广,雷达逐渐用于工业和民用领域,并衍生出众多型号产品,应用于工业生产中液位测量的雷达液位计就是其中的一类。
雷达液位计测量原理
雷达液位计的测量原理和军工中的雷达一样,都是通过电磁波的直线传播特性测量周围空间的净空距离,即被测物体距离雷达的直线空间距离,具体到工业生产中就是液体的液面到雷达天线的空高。通过对雷达液位计组态可设定雷达天线到容器底部的垂直距离,根据已经测得的液面空高就可计算出液体的液位高度。
测量原理公式为H=L-CT/2
C为电磁波的波速即光速, T为电磁波从发射到接收所用到的时间,L为雷达天线距离容器的低端的垂直高度,H为被测液体的高度。
工业中的液位检测不同于军工航空动辄几十上百千米的空间测距,生产中的液位检测距离都较小,高范围的储罐液位检测也就一二十米的垂直高度,这样的距离空间相对于光速传播的电磁波来说可以忽略不计,于是上述的测量方式很难实现,因为人类无法制造出不用时间的电路处理仪表。
为使雷达测距应用于工业中的液位检测,生产厂商使用了高频的无线电波,使用线性调频连续测距的方法,让天线发射的电磁波的频率随着时间进行改变,接收器接收到的反射电磁波频率与此时的天线发射频率是不同的,通过计算两者的频率差,换算得出电磁波在空间传播的时间,从而能够计算出被测液位的高度。雷达液位计的构造
不同厂商所生产的雷达液位计形式各异,但总体的部件大体是一致的,其主要包括电路部分(雷达波发生器、信号检测、信号处理),天线及接收器和安装附件表体三大部分。根据天线的不同,雷达液位计可分为导波雷达和普通雷达两大类型。
导波雷达液位计
导波雷达是在电磁波发射器的下方安装了一个金属导波体,让高频的无线电波沿着金属体垂直向下传播,当电磁波碰到被测物质的液面时,电磁波会在接触面反射,沿着波导体垂直的返回到雷达液位计天线内部的接收器中,然后处理电路进行分析计算,得出被测液体的液面高度。根据金属导波体的不同,导波雷达又分为缆式和杆式两大类。
缆式导波雷达的导波体为一个柔性的不锈钢金属绳,其末端栓一金属重物,以金属绳在被测液体中垂直的伸入到容器底部,金属绳在使用中漂浮摆动而弯曲。这样结构的雷达液位计主要用于底下罐、零位罐等地面以下的液位测量中。
杆式导波雷达的波导体根据导波杆及天线的不同又分为很多种,有金属杆式的导波雷达,有通过金属管的喇叭天线式的导波雷达,有带有旁通测量筒的导波雷达。这些导波雷达主要用于高出地面的储罐液位测量或生产设备塔器储罐可以侧装旁通管的液位测量。 西安赛谱自动化仪表技术有限公司
普通雷达液位计
普通雷达液位计的天线,只是一个电磁波的发射接受装置,其电磁波发射后通过气相自由传播,由于雷达液位计电磁波为高频的微波信号发散传播性差,而且被测液体距离雷达液位计的高度小,其电磁波传播过程可看成垂直传播,因此这种雷达液位计满足液位测距要求。相对于导波雷达少了导波体节省费用方便安装,在储罐等较高液位测量中得到大量的应用。
根据天线的不同生产厂商制作了不同型号的雷达液位计,以适应不同工况环境。厂里使用的普通雷达液位计的天线有喇叭口、水滴形(防液体挥发凝结)、偏心型(防多重反射电磁波干扰)、宽口喇叭口(防气相介质衰减电磁波)四种类型。
电路处理部分
根据 雷达液位计处理电路的复杂程度,雷达液位计分为单路测量的普通模式和多重处理信号的总线模式。多重信号处理不仅能处理雷达电磁波测距的液位信号也可处理热电阻的温度测量信号,并可通过总线的方式把多台雷达液位计连接起来,通过一根总线远传到控制室内。适用于储罐众多布分散的大中型储罐系统的液位测量,节约了传输线缆的铺设和费用。
雷达液位计故障分析及处理
雷达液位计从测量原理上看是一种高精度的测距仪表,雷达液位计制造厂商也大肆介绍雷达液位计的优点,如可用于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,可对不同料位进行连续测量,但实际使用中雷达液位计常出现很多问题甚至失灵无法使用。
雷达液位计电磁波选取依据
由雷达液位计的测量原理可见,雷达液位计测量过程中的核心是电磁波传播过程中频率波的改变范围,因此天线所接受的雷达波的频率,是液位测量的关键依据。
雷达液位计在使用中天线到被测液体的液面的空间净空中,充斥着各种频率的电磁波,这些电磁波大部分都会通过各种反射、折射传播到天线内部的接收器中,因此雷达液位计的接收器接收到的电磁波是一系列的大量的不同频率的电磁波。
怎样从这杂乱的电磁波中选出真实的液面反射来的电磁波,是雷达液位计能否准确测量液位的关键,这就需要一个选频电路。选频电路选择的依据是根据接受到的电磁波的能量来进行衡量。
电磁波在传播过程中受气相介质,被测介质的反射折射,金属容器壁等物质的碰撞吸收,能量会不断减弱,反射的次数越多能量损失越大,经过的距离越长能量损失越大。由于电磁波是垂直于被测液体的液面发射,其电磁波在被测液面的反射率大(折射率小),可近似为全反射,其在被测液体液面的能量损失,是电磁波回波损失小的。垂直于被测液面的空间距离是电磁波传播中短的距离,这个反射的电磁波在气相空间传播中能量损失也是小的,由此两点被测液位反射回来的电磁波的能量是电磁波频谱中大的,由此雷达液位计的选频电路得出被测液体的空高,从而计算得出被测液体的高度
雷达液位计使用中的问题
雷达液位计电磁波选频可以知道,返回接收器的电磁波的能量大小是雷达液位计选用电磁波频率的依据,从而决定着雷达液位计测量的准确性。如果正常使用中,被测液体所反射的电磁波的能量不是高的电磁波,那么雷达液位计就会选用其他的不真实的电磁波频谱,此时就会造成被测液位失真。
造成这种现象的原因,大体可以归为以下几点:
一、被测液体与雷达天线之间的净空中有较大面积的反射物,致使电磁波在到达液面之前被反射。造成这种现象的原因主要为:
1、被测容器内部有搅拌器、加热盘管、管线等金属物体,如果这些金属体裸露在被测液体的外部,而且正处于电磁波垂直传播的方向,如搅拌机旋转中的浆液转动,就会造成电磁波被提前反射回来,而造成被测液位偏高。
2、雷达液位计安装地点距离容器壁太近或不垂直与被测液面,使电磁波在传播中照射到容器内壁而提前反射回来;电磁波在被测液面反射过程中没有原路返回(斜射时),致使雷达液位计检测不到反射电磁波;液面反射的电磁波经多重反射能量损失过多,而没有被选频电路选中,以上多种情况造成雷达液位计测量失真。
二、波导体(绳缆、杆)上有挂料,电磁波沿着波导体传播中,在没有到达液面前遇到波导体上面的挂料而反射回来,产生虚假液位。安装的波导管不垂直与雷达液位计,造成电磁波斜射到波导管的内壁,而产生如同容器内壁一样的反射或多重反射而使测量失真。
三、被测液体与雷达天线之间的净空中,气相介质蒸汽浓度太大,致使电磁波在空间传播中,能量损失太大,甚至反射波根本到达不了雷达液位计的接收器。
被测液体有加热要求,上部安装搅拌机的情况下尤其严重,由于被测液体在加热搅拌中不断有蒸汽挥发,会造成液面以上的空间中充满了高浓度的介质蒸汽,其微小的液体颗粒不仅对电磁波产生漫反射而且会吸收大量的电磁波能量,使电磁波出现很大衰减,造成雷达天线无法接受回波信号。
被测液体中含有水份时,挥发的水蒸气对于电磁波的吸能更加严重。由于水汽具有易冷凝的特性,气相空间含有的水汽在罐顶罐壁附近会逐渐冷凝,积聚在一起形成较大的水汽滴,充斥在液位上方的空间里,对于电磁波具有强烈的吸能作用,致使电磁波的能量衰减过大无法到达雷达接收器,造成雷达液位计彻底失去工作能力。
四、雷达液位计天线附着赃物,致使电磁波刚刚发射出就被反射回来,甚至根本发射不出去。这样的状况即使使用防凝结的水滴形天线,也无法避免雷达液位计的突然失灵。
雷达液位计天线附着赃物是被测介质挥发的升级加重,被测液体净空中大量充斥着气相蒸汽,其会附着在雷达液位计的天线上,是易冷凝的高粘介质,雷达液位计安装在储罐顶部温度较低,挥发的介质蒸汽易在雷达天线上凝析附着,造成电磁波发射困难,情况严重时介质甚至在天线上结焦,损坏天线。
同样被测介质含有水份时,水汽易在天线上附着,致使电磁波发射不出去,使雷达液位计彻底失灵。
五、雷达液位计电路中的保护措施。雷达液位计是一种高科技的测量仪表价格昂贵,处于对仪表本身防护的需要,制造厂商普遍在电路中设置了很多保护措施,如超温保护、低电压保护,高液位保护,运行故障保护以及数据保持,错误锁定等液位检测防护措施。这些防护措施在日常使用中,如果雷达液位计出现问题,保护就会动作,造成雷达液位计停止工作,此时需要查找故障原因,清除恢复后雷达液位计才能正常使用。防护功能随厂商不同而设置,集成度高的防护措施多。如总线式的多功能雷达液位计,其本身的防护措施就多,日常维护要熟悉。
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。