TK-802高频雷达液位计性价比高的
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。
一、消防水泵的出水管设置要求
1、 水泵出水管的流速,关系到二次输送能耗的重要参数,参考GB50015 第3.6.9条的规定:当DN15-20时,流速小于等于1.0米/秒;当DN25-40时,流速小于等于1.2米/秒;当DN50-70时,流速小于等于1.5米/秒;当大于等于DN80时,流速小于等于1.8米/秒;
2、GB50974 第5.1.13-8条规定,当消防水泵出水管的管径小于DN250时,其流速宜为1.5m/s~2.0m/s,当管径大于DN250时,宜为2.0m/s~2.5m/s;
流速测量仪器
3、出水管上的阀门与附件设置,通常有同心大小头、压力表、可曲挠橡胶接头、止回阀、闸阀(控制阀门);
4、GB50974 第5.5.11条规定,消防水泵出水管应进行停泵水锤计算;应采取消除停泵水锤的技术措施;
5、根据《水泵及水泵站》,水泵出水管中的闸阀,因为承受高压,所以启闭都比较困难,当直径大于等于400mm时,大都采用电动或水力闸阀;
6、根据《水泵及水泵站》,当管径小于250mm时,流速1.5m/s~2.0m/s;当管径大于等于250mm时,流速2.0m/s~2.5m/s;
7、关于水锤,在压力管道中,由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水利冲击现象。究其原因,当属流体的惯性,只不过流体的惯性更为复杂。
8、关于停泵水锤的防护措施:设水锤消除器、设空气缸、采用缓闭阀、取消止回阀、其他措施。
9、消防泵出口可采用多功能水泵控制阀(CECS132:2002)。附件连接:水泵—同心大小头—压力表—多功能水泵控制阀—可曲挠橡胶接头—检修用阀门。
10、停泵水锤防护措施有多种,不一定非要采用带胶囊的水锤消除器;在流量不是很大、扬程不是很高时,未必一定要设水锤消除器,设微阻缓闭止回阀等具有缓闭功能的止回阀一样可以。
11、GB50974 第8.3.3条规定,消防水泵出水管上的止回阀宜采用水锤消除止回阀,当消防水泵供水高度超过24m时,应采用水锤消除器。当消防水泵出水管上设有囊式气压水罐时,可不设水锤消除设施。
二、消防水泵吸水和出水管上的压力表设置要求:
1、选压力表时,应注明名称、型号、精度等级和测量上限值等。
2、压力在+40Kpa以上时,一般选用弹簧管压力表或波纹管压力计。
3、一般测量用压力表,应选用1.6级或2.5级。
4、在管道和设备上安装的压力表,表盘直径为中l00mm或中150mm;安装在照度较低、位置较高或示值不易观测场合的压力表,表盘直径为中150mm或中200mm。
5、 测量稳定的压力时,正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3~2/3;测量脉动压力(如:泵、压缩机和风机等出口处压力)时,正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3~1/2。
6、GB50974要求压力表量程应不小于设计工作压力的2倍。
三、消防水泵吸水管上的真空压力表的设置要求:
真空压力表的压力在-0.1Mpa~0Mpa时,宜选用弹簧管真空压力表。
四、消防水池水位监测装置设置要求:
GB50974 第4.3.9条的要求,消防水池应设置就地水位显示装置,并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置,同时有高和水位报警的装置。液位计分类:液位计种类繁多,如磁翻柱液位计、浮球液位计(液位开关,机电人脉公众号)、玻璃板式液位计、玻璃管式液位计、超声波液位计、导波雷达液位计、投入式液位变送器等等。
1、对消防水池而言,如采用磁翻板液位计等,需要在消防水池侧壁做好留洞工作(小规格防水套管为DN50,然后通过管道变径连接液位计)。
2、如采用投入式液位变送器,投入式液位变送器由不锈钢探头、导气电缆和电气盒组成,电源为13—36VDC(直流电源)。可结合消防水池侧壁检修孔,将不锈钢探头和导气电缆投入水池内。(不锈钢探头贴水池底板安装)
五、流量计量装置设置要求:
流量计常用的有电磁流量计(管段式和插入式)、超声流量计、涡街流量计、转子流量计等。
以电磁流量计为例,安装于选用注意事项如下(理论上,只要被测流体具备一定的导电性(导电率大于5 μ S/cm),就可以选用电磁流量计):
1、公称压力常用有0.6,1,1.6,4MPa等。
2、供电电源:单相交流电 85-265 V, 45-63Hz,功率小于20W;直流供电11-40VD.C。
3、应安装在水平管道较低处和垂直向上处,避免安装在管道的高点和垂直向下处。
4、测量管道内充满液体。
5、流量计前方少要有5D(D为流量计内径)长度的直管段,后方少要有3 D(D为流量计内径)长度的直管段。
6、测量一般的介质时,电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速0 . 5~12m/s 范围内选用,范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一定与工艺管道相同,应视测量流量范围是否在流速范围内确定,即当管道流速偏低,不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准确度不能时,需要缩小仪表口径,从而提高管内流速,得到满意测量结果。
测量导电性良好的液体,通常大流速不超过5m/s,经济流速范围在1.5m/s~3m/s。测量低电导率的流体,则尽可能选择低流速,原因是流速提高流动噪声会增加,从而导致流量信号输出晃动现象。
7、一般传感器供货时已经设计了接地电,但是当外界电磁场干扰较大时,电磁流量计应另行设置接地装置,接地线采用截面积大于4 mm 2 的多股铜线,接地线埋入潮湿地下1m,接地电阻小于10 Ω,不能和电机或其他设备共用地线。
测量原理 通过浸入过程介质的导波杆引导低功率、纳秒级微波脉冲,进行液位物位测量。当微波脉冲抵达具有不同介电常数的介质时,部分能量被反射回变送器。 变送器利用次反射的余波测量界面位置。在上层产品表面未被反射的部分微波继续向下直达下层产品表面然后也被反射回来。其波速取决于上层产品的介电常数。发射脉冲与反射脉冲之间的时间差被换算成距离,由此计算出总体液位或界面位置。反射强度取决于被测产品的介电常数。介电常数值越高,反射强度越大。
导波雷达技术的优势高度、的直接液位测量,无需对变化的过程条件(如密度、导电性、粘度、pH、温度和压力)进行补偿。无活动部件、无需重新标定,将维护工作减到少适用于蒸汽、粉尘、湍流和泡沫工况适用于几何形状复杂或存在干扰物的小型储罐,而且不受旁通管机械设计的影响由上而下的安装方式可大程度地降低泄漏风险
高度的应用灵活性
5300 系列的特性能更优,适用于更多应用;适用于大多数液体和固体的液位/物位应用,以及液体界面位置测量应用;实现多方面,其中包括过程容器、控制和,即使是具挑战性的应用场合也能妥善处理,十分;可广泛选择材料、过程连接件、导波杆类型和配件;通过多种选项,您可以找到适合现有旁通管的产品或带有罗斯蒙特 9901 高品质旁通管的完整组件;动态蒸汽补偿选项自动对蒸汽空间介电常数的变化进行补偿。
佳性能与正常运行时间的直接切换技术 (DST) 与导波杆末端探测 (PEP) 可提高测量能力和性;能够将单管导波杆用于长测量范围、障碍物和低介电常数场合,确保在更多应用(如粘性介质)中具有性;对于具有挑战性的应用场合(如塑料颗粒和易沸腾的烃类产品),导波杆末端探测提供备份功能;智能电流接口具有更稳定的微波和 EMI 性能,可使外部干扰造成的影响小。
设计坚固,性高无与伦比的重型导波杆解决方案具有多层保护,可用于端温度和端压力;回波逻辑和智能软件功能具有更佳的能力,可跟踪表面,检测整个容器的状况;防溢罐保护和集成系统 SIL3 适用性均经过第三方认;电子部件和电缆连接位于单独的隔室中,操作更,并且更能受潮;带有验反射器,可轻松验变送器,检测高液位条件;
技术规格液体和半液体液位,和/ 或液体/ 液体界面,或固体物位;5301 型用于液位或全浸没界面测量;5302 型用于液位和界面测量;5303 型用于固体物位测量;微波输出功率额定 300 μW,大 45 mW;湿度0 - 100% 相对湿度;启动时间小于 40 秒;输出:两线制, 4—20 mA。将数字过程变量叠加在 4-20 mA 信号上,符合 HART 协议的主机都可调用。HART 信号可用于多站模式。
TK-802高频雷达液位计性价比高的
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。
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
瑞士ABB导波雷达液位变送器原装导波雷达物位变送器
MT系列导波雷达是目前世界上获得IEC 61508 用于SIL2和SIL3环境下的物位变送器。
导波雷达的自监控功能可以不间断的检测有可能引起失效或虚假信号的故障。 此设备别具特地将图像化显示并入到全数字化电子模块中。利用这种新的模式,ABB同时实现了在模块上波形显示和易于操作的选择式菜单设置。为了便于在全世界范围内的调试, 菜单的语言有多种不同选项。微波脉冲通过刚性探杆或柔性钢缆直接传导到被测介质表面。 整体无活动部件, 并且由于发散角小而无能量损失。
客户获益:微波不受温度, 压力, 比重和蒸汽的影响安装简单无活动部件连续不断的轻微挂料不影响测量适用于真空环境与非接触式雷达和超声波变送器不同, 无需担心发散角更多能量可以返回, 测量更无复杂设定, 不需要计算机和程序员嵌入式波形显示屏幕 (示波器)
适用行业:油气精炼制和生物技术电厂纸浆造纸钢铁化工食品和饮料海运
瑞士ABB导波雷达液位变送器厂家直销导波雷达液位变送器
MT5100
MT5100系列导波雷达变送器别具特地将图像化显示并入到全数字化电子模块中.
利用这种新的模式,ABB同时实现了在模块上波形显示和易于操作的选择式菜单设
置。综述
MT5000系列导波雷达变送器别具特地将图像化显示并入到全数字化电子模块中。
利用这种新的模式,ABB同时实现了在模块上波形显示和易于操作的选择式菜单设
置。 为了便于在全世界范围内的调试,菜单的语言有多种不同选项。 MT5000系列
导波雷达变送器在苛刻的应用工况下表现出的性能。 微波脉冲通过刚性探杆
或柔性钢缆直接传导到被测介质表面。 整体无活动部件, 并且由于发散角小而无
能量损失。 多种腔体连接器和探杆形式可选,以满足不同工况需求, 例如缓冲
罐、加热器、成品罐和分离器。标准的探杆材质为316L不锈钢, 另外有其它材质
可供选择, 比如用在酸性或腐蚀性工况下的哈式合金和蒙乃尔材质。数据
特点只需一个过程接口就可以同时测量液位和界位图形化波形显示全数字化电子技术信号不足报警多种接液材质可选雷达波沿着导杆传播-消除需要回波和可限度减少信号损失无活动部件2线制回路供电长度由0.3~19.8米探杆类型有硬杆, 软缆和同轴
如有需求,请见:瑞士ABB导波雷达液位变送器原装
导波雷达液位计单缆或单杆产品概述
导波雷达物位计是一种微波物位计,它是微波(雷达)定位技术的一种运用。它是通过一个可以发射能量波(一般为脉冲信号)的装置发射能量波,能量波在波导管中传输,能量波遇到障碍物反射,反射的能量波由波导管传输至接收装置,再由接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理,转化成与物位相关的电信号。
导波雷达液位计单缆或单杆适用范围及特点:
导波雷达物位计用于对液体、浆料及颗粒料等介电常数比较小的介质的进行接触连续测量,适用于温度、压力变化大、有惰性气体或蒸汽存在的场合。
1、通用性强:可测量液位及料位,可满足不同温度、压力、介质的测量要求,高测量温度可达800℃,大压力可达5MPa,并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。
2、防挂料:电路设计和传感器结构,使其测量可以不受传感器挂料影响,无需定期清洁,避免误测量。
3、免维护:测量过程无可动部件,不存在机械部件损坏问题,无须维护。
4、抗干扰:接触式测量,抗干扰能力强,可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。
5、准确:测量量多样化,使测量更加准确,测量不受环境变化影响,稳定性高,使用寿命长。
导波雷达物位计主要技术参数:
正常工作条件:
环境温度:-20~50℃;
相对湿度:5%~100%(包括直接湿);
环境压力:86kPa~108 kPa;
测量范围: 0~6米,缆式大可达35米;
过程连接: 螺纹 或者法兰;
过程温度: -40 -250℃;
过程压力: 0.1~6Mpa;
工作频率: 1.8GHz;
响应速度: ≥0.2s(根据具体情况而定)
重 复 性: ± 3mm ;
分 辨 率: 1mm ;
电流信号: 4~20mA/HART;
精度: ‹0.1% ;
通讯接口: HART 通讯协议 ;
电源: 24V DC(+/-10%) /波纹电压:1Vpp;
耗 电 量: max22.5mA ;
防爆认: Exia II CT6 ;
外壳保护等级: IP68;
两线制接线: 供电和信号输出公用一根两芯线;
电缆入口: 两个M20ⅹ1.5(电缆直径5 … 9mm)。
三、导波雷达物位计型号及说明: