FMR62-22480/101雷达液位计工厂
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。
雷达物位计是物位仪表一种常用产品类型，具有测量、性能稳定、性高、维护简便、适用范围广等优点。可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行测量，适用于粉尘、温度、压力变化大、有惰性气体及蒸汽存在的场合。那么，雷达物位计的种类和应用具体有哪些呢？
一、产品分类
按工作方式划分，雷达物位计可分为接触式雷达物位计和非接触式雷达物位计，具体如下:
1．非接触式（射空雷达） 雷达物位计
非接触式雷达物位计常用喇叭或杆式天线来发射与接收微波，仪表安装在料仓顶部，不与被测介质接触，微波在料仓上部空间传播与返回。
非接触式雷达物位计，按照微波的波形又可分为脉冲雷达物位计和调频连续波雷达物位计。
2．接触式雷达物位计
接触式雷达物位计一般采用金属波导体（杆或钢缆）来传导微波，仪表从仓顶安装，导波直达仓底，发射的微波沿波导体外部向下传播，在到达物料面时被反射，沿波导体返回发射器被接收。
这种可以通过导波线或导波杆直接接触所测物料来测量的接触式雷达物位计，主要是导波雷达物位计，根据其采用的金属波导体不同，又可进一步细分为:缆式（单/双）、杆式（单/双）和同轴导波雷达物位计。
相比接触式雷达物位计，非接触式雷达物位计具有安装简单、维护量少、使用方式灵活、不受仓内粉尘、温度等因素的影响等优点，是近年来发展快的一种测量仪器。
二、技术原理
1．脉冲雷达物位计
脉冲雷达物位计将发射微波脉冲，以光速（在空气中）传播，碰到被测介质表面（介电常数大于传播介质的介电常数），部分微波被反射回来（反射量取决于料面平整度/介电常数大小），被同一天线接收，介质的反射量（率）越大，信号就越强，越好测量；反射量（率）越小，信号就越弱，越容易受干扰。准确的识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔△t，从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离D。
脉冲雷达原理图
2．调频连续波雷达物位计
FMCW雷达用24GHZ作为测量基频（载频），2GHZ为调节频宽, 整个扫描时间为7ms，完成一次线性扫描，信号发射后，经过一定的时间延迟后，接受到回波信号。在线性扫频中产生的时间差，将正比例液位距离，由于有许多反射波，将的回波时间进行傅立叶（FFT）变换，将时间信号转换成有一定能量的频谱，视频谱比较高和比较陡的信号为有用信号。
调频连续波雷达物位计原理图
3．导波雷达物位计
导波雷达发出高频微波脉冲沿着探测组件（钢索或者钢管）传播，当遇到被测介质时，由于介电常数突变，引起发射，一部分脉冲能量被发射回来。发射脉冲与反射回来的脉冲的时间间隔与被测介质的距离成正比。
三、应用区别
雷达物位计的应用范围很广泛，涵盖了电力、钢铁、冶金、水泥、石油化工、造纸、食品等领域，但是应用不同原理的雷达物位计，其解决的应用工况也各有不同。
脉冲雷达物位计一般可以用于大部分应用场合，主要针对圆柱形、35米以内罐体介质的液位测量；但对于球形罐或者带有搅拌功能的液体储罐，就需要使用导波雷达物位计进行测量；而针对大量程、粉尘较大的容器或储罐，就使用能量大、抗干扰能力强的调频连续波雷达物位计。
是化工行业中的一种液位测量仪器，广泛应用于各行各业，受到了用户们的与喜爱。导波雷达又分为，杆式导波雷达液位计、缆式导波雷达液位计和同轴管式导波雷达液位计。今天小编想给大家介绍杆式导波雷达液位计，看看它有哪些特点。
首先杆式导波雷达利用传输时间来测量介质的液位，它只需测量电磁波的传播时间，不需要对信号进行处理和识别，因此介质的变化对导波雷达液位计的测量性能没有太大影响。另外介质密度的变化对导波雷达液位计的测量没有影响，介质密度的变化主要影响淹没在介质中物体的浮力，但不影响电磁波在导波体中的传播。
其次雾和对杆式导波雷达液位计的测量也是没有影响的，因为电磁波不会在空间中传播，因此雾不会影响信号衰减，泡沫也不会散射信号并损失能量。而且导波管上介质的沉积和污垢对液位测量影响也是不大的。
一点也是很多用户选择杆式导波雷达液位计测量液位的重要原因，杆式导波雷达能耗低，液位计的导波体作为信号到液位的传输位置提供了一个有效的通道，信号的衰减保持在很小的程度，因此可以用来测量介电常数低的介质的液位。此外，由于导波雷达的能耗较低，采用回路电源代替单独的交流电源，节省了大量的安装成本。
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。
FMR62-22480/101雷达液位计工厂
导波雷达物位计，液位计
1.产品概述
1.1测量原理
导波雷达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式探头传播，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。
1.2测量范围
H－－－－测量范围
L－－－－空罐距离
B－－－－顶部盲区
E－－－－探头到罐壁的小距离
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。
注意:
只有物料处于顶部盲区和底部盲区之间时，才能罐内物位的测量。
2 .仪表介绍
WRD71
应用液体、固体颗粒
测量范围30米
过程连接螺纹、法兰
过程温度-40-250℃
过程压力-1.0-20bar
精度±1mm
频率范围100MHZ-1.8GHZ
防爆/防护等级Exia IICT6/IP67
信号输出4…20mA/HART(两线)
WRD72
应用液体、固体颗粒
测量范围6米
过程连接螺纹、法兰
过程温度-40-250℃
过程压力-1.0-20bar
精度±1mm
频率范围100MHZ-1.8GHZ
防爆/防护等级Exia IICT6/IP67
信号输出4…20mA/HART(两线)
WRD73
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-1.0-20bar
精度±1mm
频率范围100MHZ-1.8GHZ
防爆/防护等级Exia IICT6/IP67
信号输出4…20mA/HART(两线)- 4 -
3.安装指南
下述的安装指南适用于缆式和杆式探头测量固体颗粒料和液体物体。同轴管式探头只适用于液体物体。
3.1安装位置:
<尽量远离出料口和进料口。
<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。
<建议安装在料仓直径的1/4处。
<缆式探头或杆式探头离罐壁小距离不小于30厘米。
<探头底部距罐底大约30mm。
<探头距罐内障碍物小距离不小于200mm。
<如果容器底部是锥型的，传感器可以安装罐顶，这样可以一直测量到罐底。
3.2右图为杆式雷达安装图，主要用于液体液位的测量。
特点:
<可以测量介电常数大于等于1.9的介质。
<一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。
<杆式雷达大量程可以达到6米。
<对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。
3.3右图为双杆式雷达安装图，主要用于液体液位的测量。
特点:
<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。
<可以测量介电常数大于等于1.6的介质。
<一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。
<杆式雷达大量程可以达到6米。
<对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。
3.4安装方法
<合理安装能确保仪表长期而的测量
仪表可采用螺纹连接，螺纹的长度不要超过150mm，还可以采用在短管上安装。安装短管直径在2″至6″则安装短管高度应≤150mm，若安装于较长的短管上，应底部固定缆式探头或选用对中支架以避免缆式探头与短管末端接触。
当仪表需要安装于直径大于200mm短管时，短管内壁产生回波，在介质介电常数低的情况下会引起测量误差。因此，对于一个直径为200mm或250mm的短管，需要选一个带“喇叭接口”的法兰。
<在塑料罐上安装
注意！
无论是缆式或杆式若想仪表工作正常，过程连接表面应为金属。当仪表装在塑料罐上时，若罐顶也是塑料或其它非导电材质时，仪表需要配金属法兰，若采用螺纹连接，需配一块金属板。
<仪表探头与罐壁的距离
仪表探头至罐壁的距离建议为罐直径的1/6－1/4(至少大于300mm，混凝土罐至少400mm)选择探头长度时，注意探头底部距罐底约大于30mm。
注意事项:
<雷达安装不要装在下料口处（图一）
<应避免罐内其它装置接触到微波传导部件（图二）
<应避免导波缆绳接触到安装短管（图三）
缆绳所受下拉力
当加料和出料时，介质对缆绳将产生下拉力，下拉力的大小取决于下列因素:
1.缆绳长度 2.物料的密度 3.储仓的直径 4.缆绳的直径
以下是6mm缆式探头典型介质产生的压力
干扰的优化
<干扰回波抑制:软件可实现对干扰回波的抑制，从而达到理想测量效果
<旁通管及导波管（仅适用于液体）对于粘度不大于500cst，可采用旁通管，导波管或管式来避免干扰。
腐蚀性介质测量
<如果测量腐蚀性介质，可选用杆式探头套一个塑料套管或四氟套管进行测量。
导波雷达探头末端的固定
<探头末端如需要固定场合应用有两种固定方式:一种是缘固定；另外一种是非缘固定。
■缘固定是指被测介质的介电常数较低且固定在金属罐底时需要缘固定；
■非缘固定是指被测介质介电常数很高，罐体为非金属材料、介电常数很低的材料或与被测介质介电常数十分接近的材料，这时可以采用非缘固定。
※备注:如用户不能确定介质和罐体的介电常数，请直接与厂家联系
4.接线方式
如右图。
5.调试
WRD可以通过三种方式调试:
<通过显示调整模块WPM
<通过调试软件WSOFT
<通过HART手持编程器
5.1通过编程模块调试（WPM）
5.2通过WSOFT软件调试
<雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用WSOFT软件进行调试，需要一个仪表CONNECTCAT驱动器。
<使用软件调试的时候，给雷达仪表加电24VDC，同时在连接HART适配器前端加一个250欧姆的电阻。如果一体式HART电阻（内部电阻250欧姆）的供电仪表，就不需要附加外部电阻，这时候HART适配器可以和4…20mA线并联。
5.3通过HART手持编程器
6.导波雷达物位计，液位计仪表尺寸
7.导波雷达物位计，液位计仪表线性
8.导波雷达物位计，液位计技术参数:
工作频率:100MHZ-1.8GHZ
测量范围:缆式:0-30m；杆式、双杆式:0-6m
重复性:±2mm
分辨率:1mm
采样:回波采样55次/s
响应速度:>0.2S（根据具体使用情况而定）
输出电流信号:4-20mA
精度:
通讯接口:HART通讯协议
过程连接: G11 /2A
法兰DN50，DN80，DN100，DN150
过程压力: -1-20bar
电源:电源:24VDC(±10%),纹波电压:1Vpp
耗电量:max 22.5mA
环境条件:温度-40℃～+70℃
外壳防护等级:IP67
防爆等级:EXia II CT6
两线制接线:仪表供电和信号输出共用一根两芯屏蔽电缆线
电缆入口:2个M20*1.5或1 /2NPT(电缆直径5－－9mm)
9.产品选型
WRD70仪表型号， 探头类型， 大量程， 材质
WRD71 6mm缆式探头 30000mm 不锈钢
WRD72 10mm杆式探头 6000mm 不锈钢
WRD73 10mm双杆式探头6000mm 不锈钢（法兰安装）
防爆
P非防爆型（普通型）电流信号输出（4-20mA）HART协议
I本安防爆型（Exia IIC T6）电流信号输出（4-20mA）HART协议
D本安型＋隔爆型(Ex d iaⅡC T6)电流信号输出(4-20mA)HART协议
一体化过程连接/材质
G G11 /2A螺纹不锈钢
N 11 /2NPT螺纹不锈钢
C法兰DN50 PN16C不锈钢
D法兰DN80 PN16C不锈钢
E法兰DN100 PN16C不锈钢
F法兰DN150 PN16C不锈钢
H法兰DN200 PN16C不锈钢
K法兰DN250 PN16C不锈钢
Y约定
关键词:
导波雷达液位计的特点介绍
导波雷达液位计是一种用于测量各种液体和固体颗粒物料的液位计。它采用的导波雷达技术，能够进行非接触式的液位测量，具有测量范围广、精度高、适用性好、性高等特点，被广泛应用于石油化工、电力、、水处理、化学、食品等行业。本文将着重介绍导波雷达液位计的特点。
1. 测量范围广
导波雷达液位计具有广阔的测量范围，在液位测量方面。它可以适用于各种类型的液体和固体颗粒物料的液位测量，包括高温、高压、腐蚀性、易挥发性或具有易燃易爆性质的液体。这是传统液位计胜任的。导波雷达液位计的测量范围通常为0-30米，可以满足各种工艺过程的需要。
2. 度高
导波雷达液位
导波雷达液位计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。
仪表测量参考点到物料表面德距离，探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面的反射回来被仪表内的接收器接收，并将时间信号转化为物位信号。
导波雷达液位计测量不受下列因素影响:液体密度，固体物料的疏松程度、温度、加料时的粉尘，液体表面的泡沫对测量无影响。同轴杆式探头的测量*不受罐体及安装短管的内部结构的影响，探杆和探缆可更换。
公司宗旨:以信誉存 以质量求竞争 以势力求发展 以真诚求和作 ，*本着信誉*，薄利多销的原则，以的服务，灵活的经营模式开拓市场；在广大新老客户的协助支持下，不断发展壮大。诚信是企业的生命，您的需要是我们的立业之本！
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FMR62-22480/101雷达液位计工厂
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。
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