GDRD56-L雷达液位计便宜的

　　固体散料测量的技术突破

　　低介电常数（ε＜2）粉料测量是行业难题，80GHz雷达传感器通过增强发射功率（＜20mW）和窄波束（＜4°）提升信号反射率。某电厂粉煤灰仓实测显示，传统26GHz雷达回波强度仅-90dBm，而80GHz型号达-65dBm。粉尘环境需配备0.3MPa压缩空气吹扫装置，防止天线积灰。最新多目标识别算法可区分下落物料与料位面，动态测量误差控制在0.5%FS以内。料仓倾斜时，三维建模技术能自动补偿斜面导致的测量偏差。

　　导波雷达液位计是依据时域反射原理（TDR）为基础的雷达液位计，采用高频振荡器作为电磁脉冲发生体，发射电磁脉冲，沿导波缆或导波杆向下传播，当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分电磁脉冲被反射回来，形成回波。并沿相同路径返回到脉冲发射装置，通过测量发射波与反射波的运行时间，经 t=2d/c 公式，计算得出液位高度。

　　根据图（a）所示，导波雷达液位计发射电磁脉冲时，在通过导波缆顶部的时候，由于距发射端较近，会产生一个虚假回波，可通过滤除虚假回波，来消除干扰。电磁脉冲沿导波缆向下传播时，当信号到达被测介质表面时，回波一部分会被反射，并在回波曲线上产生一个阶跃性变化。另外一部分信号仍然会继续向下传播，直到损耗在不断发射中。液位计通过检测出液位回波和顶部发射回波之间的时间差，根据这个时间差，经过智能化信号处理器，进行计算就可以得到液位的高度。

　　从图（b）可以看出，在空罐的时候，没有液位就不会检测到液位回波信号，但是顶部虚假回波同样会存在，电磁脉冲传输到导波缆的底部，罐底会产生一个回波。假如罐体内有两种不相溶的介质，由于密度不同，两种介质会分为上下两层。如果且这两种介质的介电常数相差大，那么就可以通过回波信号的不同来判断两种介质的界面，进而计算出两种介质的高度以及界面的高度。由于电磁脉冲是通过导波缆向下传播，信号衰减比较小，因而可以测量低介电常数的介质。一般情况下被测介质的相对介电常数越大，反射回来的脉冲信号就越强。也就更容易区分出虚假回波。更容易得到真实液位。比如水比甲醇更容易测量。

　　介质的相对介电常数是表征介质化的一个物理量，它是由介质本身的属性决定的。因此，介质不同，相对介电常数也不同。被测介质的介电常数大小直接影响高频脉冲信号的反射率。当电磁脉冲到达介质表面时，电磁波会发生反射和折射。相对介电常数越大，则反射的损耗越小，相反相对介电常数越小，则发射的损耗越大，信号衰减的越严重。当被测介质的电导率大于10mS/cm，则会反射回来，即回波信号越强。由于过小的相对介电常数会导致信号度衰减。因而每一种导波雷达液位计都具有一项小相对介电常数，确保雷达液位计能够正常使用。不同公司的导波雷达液位计在结构设计上不同，对小相对介电常数的要求也不同。

　　产品概述

　　杆式导波雷达液位计是使用非接触式高频雷达液位测量仪表，便捷的安装方式和标准的通信接口4～20mA(HART)、RS-485与PLC、DCS通讯该产品还具有防爆和本安两种形式，可广泛适用石油，化工，食品，水处理等行业的液位、料位的连续测量。

　　产品特点

　　○适合多种场合的液位料位测量;

　　○防爆和本安设计可广泛用在石油化工领域;

　　○杆式导波雷达液位计采用了高达26GHz的发射频率，雷达液位计可以应用于各种复杂工况;

　　○4～20mA(HART)标准信号、RS485支持Modbus RTU通讯接口，可实现数据的远距离传输;

　　○体积小、重量轻、结构精巧、安装便捷;

　　○精度高、*稳定性好、无维护工作量;

　　○防潮、防尘、防雷击、防射频干扰;

　　○模块化设计;

　　○本安型仪表可在不停电的情况不开壳调校测试;

　　○测试与标定无需介质;

　　○非接触式测量，无机械磨损，使用寿命长;

　　○可配套显示仪，实现罐下显示。

　　技术参数

　　外形尺寸

　　安装示意

　　安装要求:一般采用标准法兰安装到罐顶，也可采用旁通管安装，导波管安装等多种方式。高频雷达放置在罐体直径的1/4或1/6处，距罐壁不小于200mm，26G天线伸入到罐里至少10mm；测量锥形罐体，应安装在锥形罐体平面的中间，可以测量到锥形顶部；测量有堆料的罐体，法兰选型应选择万向法兰（可调节方向）。

　　注意事项:液位计不能安装在进出料口处，拱形、圆形罐不要将仪表安装在顶部中心，避免多次强波反射；避免安装在有很强涡流的地方。如有搅拌或很强的化学反应等，建议采用导波管或旁通管安装方式；导波管安装时要注意内壁一定要光滑，下面开口的导波管达到需要的底部液位。

　　配置表

　　电气连接

　　应用:高温环境测量块料或颗粒

　　测量范围:30米

　　过程连接:法兰

　　介质温度:-40～500℃

　　过程压力:常压

　　精      度:±5mm

　　重 复 性:±2mm

　　频率范围:26GHz

　　防爆等级:Exd ⅡC T4 Gb

　　防护等级:IP67

　　信号输出:4~20mA/HART( 两线/四线 )/RS485/Modbus

　　安装

　　<  安装前的准备

　　请注意以下事项，以确保仪表能正确安装:

　　请预留的安装空间。

　　请避免强烈震动的安装场合。

　　为确保、便利及地安装本仪表，请遵循以下安装指导!

　　<  安装指导

　　<  典型的错误安装:

　　当罐中有障碍物影响测量时，要加装反射板才能正常测量。

　　注:①    正确     ②    错误

　　导波管中测量

　　发射的微波波束所辐射区域内有障碍物，如:人梯、限位开关，加热设备、支架等会造成干扰，导致测量错误。若受影响需要加导波管进行测量。

　　电气连接

　　<  供电电压

　　(4～20)mA／HHART(两线制) 供电电源和输出电流信号共用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。对于本安型须在供电电源与仪表之间加一个栅。

　　(4～20)mA／HART(四线制) 供电电源和电流信号分开，各自分别使用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。

　　RS485／Modbus 供电电源和Modbus信号线分开各自分别使用一根两芯屏蔽电缆线具体供电电压范围参见技术数据。

　　<  连接电缆的安装

　　电缆外径:5~9mm(M20×1.5)

　　3.5mm~8.7mm(½NPT)

　　接线一般采用两芯或四芯的电缆，由于电驱动装置、电源线或发射装置经常产生电磁干扰，因此传感器导线需要使用屏蔽的电缆。

　　(4～20)mA／HART(两线制) 供电电缆可使用普通两芯电缆。

　　(4～20)mA／HART(四线制) 供电电缆应使用带有用地线的电缆线。

　　RS485／Modbus 供电电缆应使用屏蔽电缆线。

　　电缆的屏蔽和接线 理想情况下，屏蔽线两端接地。但是需要注意的是:会有接地补偿电流通过传感器电缆屏蔽。两端接地的时候可以在接地一端(比如:开关柜内)连接一个带接地电位的电容。 (比如:1UＦ；1500V)。采用尽量低电阻的接地。（注:如果仪表用于防爆区域，由于电位输出，对不能采用两端接地）。

　　接线方式

　　<  指导

　　的电气连接工作在断电的条件下进行，请注意遵循仪表说明书上的指导!

　　请遵守当地电气安装规程的要求；

　　请遵守当地对人员健康和的规程要求。对仪表电气部件的操作都由经过培训的人员完成；

　　请检查仪表的铭牌以确保提供的产品规格符合您的要求。请确保所供电源电压与仪表铭牌上的要求一致。

　　<  防护等级

　　本仪表满足防护等级IP67的要求，请确保电缆密封头的防水性。如下图:

　　如何确保安装满足IP67的要求:

　　1.请确保密封头未受损

　　2.请确保电缆未受损

　　3.请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求

　　4.在进入电气接口前，将电缆向下弯曲，以确保水不会流入壳体，见①

　　5.请拧紧电缆密封头，见②

　　6.请将未使用的电气接口用盲堵堵紧，见③

　　仪表调试

　　<  调试方法

　　RBRD10 系列有三种调试方法:

　　1．显示／按键

　　2．上位机调试

　　3．HART手持编程器

　　<  显示/按键

　　通过显示屏幕上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后，一般就只用于显示，透过玻璃视窗可以清楚地读出测量值。

　　显示／按键

　　①液晶显示

　　②按键

　　< 上位机调试  通过HART与上位机相连

　　①  RS232接口或USB接口

　　②  RBRD1X

　　③  HART适配器

　　④  250欧姆电阻

　　<  HART手持编程器编程  RBRD1X可用于HART手持编程器编程

　　①  HART手持编程器

　　②  RBRD1X

　　③  250欧姆电阻

　　■RBRD19  物位计选型

　　安装

　　<  安装前的准备

　　请注意以下事项，以确保仪表能正确安装:

　　请预留的安装空间。

　　请避免强烈震动的安装场合。

　　为确保、便利及地安装本仪表，请遵循以下安装指导!

　　<  安装指导

　　<  典型的错误安装:

　　不能安装在入料口的上方。同时注意:室外安装时应采取遮阳、防雨措施，以延长仪表的使用寿命

　　注:①    正确     ②    错误

　　仪表不能安装在拱形罐顶中间，除了产生间接回波，还会受到多次回波的影响。

　　多次回波可能比真正回波的信号幅度还大，因为顶部可以集中多个回波。所以不能安装在中心位置。

　　注:①    正确     ②    错误

　　当罐中有障碍物影响测量时，要加装反射板才能正常测量。

　　注:①    正确     ②    错误

　　导波管中测量

　　发射的微波波束所辐射区域内有障碍物，如:人梯、限位开关，加热设备、支架等会造成干扰，导致测量错误。若受影响需要加导波管进行测量。

　　接管高度要求:天线伸入到罐里至少10mm的距离

　　电气连接

　　<  供电电压

　　(4～20)mA／HHART(两线制) 供电电源和输出电流信号共用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。对于本安型须在供电电源与仪表之间加一个栅。

　　(4～20)mA／HART(四线制) 供电电源和电流信号分开，各自分别使用一根两芯电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。

　　RS485／Modbus 供电电源和Modbus信号线分开各自分别使用一根两芯屏蔽电缆线具体供电电压范围参见技术数据。

　　<  连接电缆的安装

　　一般介绍 电缆外径:5~9mm(M20×1.5)

　　3.5mm~8.7mm(½NPT)

　　接线一般采用两芯或四芯的电缆，由于电驱动装置、电源线或发射装置经常产生电磁干扰，因此传感器导线需要使用屏蔽的电缆。

　　(4～20)mA／HART(两线制) 供电电缆可使用普通两芯电缆。

　　(4～20)mA／HART(四线制) 供电电缆应使用带有用地线的电缆线。

　　RS485／Modbus 供电电缆应使用屏蔽电缆线。

　　电缆的屏蔽和接线 理想情况下，屏蔽线两端接地。但是需要注意的是:会有接地补偿电流通过传感器电缆屏蔽。两端接地的时候可以在接地一端(比如:开关柜内)连接一个带接地电位的电容。 (比如:1UＦ；1500V)。采用尽量低电阻的接地。（注:如果仪表用于防爆区域，由于电位输出，对不能采用两端接地）。

　　接线方式

　　<  指导

　　的电气连接工作在断电的条件下进行，请注意遵循仪表说明书上的指导!

　　请遵守当地电气安装规程的要求；

　　请遵守当地对人员健康和的规程要求。对仪表电气部件的操作都由经过培训的人员完成；

　　请检查仪表的铭牌以确保提供的产品规格符合您的要求。请确保所供电源电压与仪表铭牌上的要求一致。

　　<  防护等级

　　本仪表满足防护等级IP67的要求，请确保电缆密封头的防水性。如下图:

　　如何确保安装满足IP67的要求:

　　1.请确保密封头未受损

　　2.请确保电缆未受损

　　3.请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求

　　4.在进入电气接口前，将电缆向下弯曲，以确保水不会流入壳体，见①

　　5.请拧紧电缆密封头，见②

　　6.请将未使用的电气接口用盲堵堵紧，见③

　　仪表调试

　　<  调试方法

　　RBRD10 系列有三种调试方法:

　　1．显示／按键

　　2．上位机调试

　　3．HART手持编程器

　　<  显示/按键

　　通过显示屏幕上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后，一般就只用于显示，透过玻璃视窗可以清楚地读出测量值。

　　显示／按键

　　①液晶显示

　　②按键

　　③接线端子

　　< 上位机调试  通过HART与上位机相连

　　①  RS232接口或USB接口

　　②  RBRD1X

　　③  HART适配器

　　④  250欧姆电阻

　　<  HART手持编程器编程  RBRD1X可用于HART手持编程器编程

　　①  HART手持编程器

　　②  RBRD1X

　　③  250欧姆电阻

　　GDRD56-L雷达液位计便宜的

　　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(3x10八立方米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(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。

　　雷达物位计是一种常用的物位仪表，具有测量、性能稳定、性高、维护简便、适用范围广等优点。智能雷达物位计，雷达液位计要想正常的发挥自己的功能，基本的安装方法是大家要掌握的。那么雷达物位计在哪些场合?现场安装都需要注意什么?就让青天仪表的工程师们为您详细解答，一起来学吧~

　　雷达物位计的应用场合都有哪些?

　　1、石化行业:如(采油厂)的原油、污油、污泥、污水(油田)的沉降罐、污水罐、钻探泥浆罐(液化气站)的液化天然气、冷凝水(储油库、生物柴油厂)的汽油、柴油、焦油、地沟油(复合肥厂)的尿素熔融液、氨水(化工厂)的各种化工产品、高温高压、高腐蚀性盐酸、有毒产品液氯、结晶产品苯酐。

　　2、电力行业:如(电厂)的粉煤灰料仓、脱硫、润滑油、泥浆、原煤仓、燃料仓、储水池、废气净化罐、灰库、油箱。

　　3、水泥行业:如(水泥厂)的散装成品的水泥仓、原煤仓、煤灰、生料均化库、熟料库、炉渣存储库。

　　4、钢铁行业:如(炼钢厂)的铁石矿、石灰石生料、石灰石熟料、煤粉、原煤仓(铝厂)的炭粉、铝矿石、煤粉。

　　5、煤炭行业:如(洗煤厂)原煤、精煤、煤渣、煤粉、含煤污水冶金行业等等..........

　　在香料生产的关键环节中，香精储罐的液位测量对于保障生产流程的稳定、产品质量的均一以及生产。雷达液位计作为一种的液位测量技术，凭借其的优势，在香精储罐液位测量领域展现出的性能。香精，作为赋予产品特定香气的关键成分，其生产过程涉及多种香料的混合与调配。香精通常具有高价值......

　　VEGA Grieshaber KG 是从事过程工业测量技术的跨国厂商。其产品系列包括测量物位、限位和压力传感器以及用于集成到过程处理系统的仪表和软件。Vega为自己设定了发展和的测量技术，易于安装和操作，以提供的性和性为目的。生产过程变得越来越复杂，因此，用于测量和监控的测量技术是重要的。Vega的员工超过1200人，其中600在黑森林希尔塔赫总部工作。这50年来，为了测量任务的解决方案正在构思和实现的有:用于化工和制厂，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。 

　　导波雷达水位计是一种液体高度的测量仪器，它的设计基于时间行程的原理。测量开始后，雷达波会以光速运行，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的距离，探头发出高频脉冲并沿缆绳传播。脉冲遇到水位的表面，就会按原路反射回来，并且被仪表内的接收器接收，就此将时间信号转化为物位信号。

　　导波雷达水位计测量结果，不受下列因素影响:

　　水体密度，固体物料的疏松程度、温度、加料时的粉尘，水体表面的泡沫等对测量都没有影响。采用同轴杆式探头的测量，而且不受罐体及安装短管内部结构的影响，探杆和探缆都可更换。

　　导波雷达水位计的优势:

　　雷达水位计可以对水体、颗粒及浆料等进行连续性的测量，测量结果不受介质种类、周围环境温度变化、惰性气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。

　　测量精度在5mm，量程60米，就算在250°高温、40公斤高压的环境下，也能事项精密测量，雷达水位计还可适用于爆炸危险区域。

　　耐腐蚀性强:导波雷达水位计应用于水液储罐、酸碱储罐、浆料储罐、固体颗粒、小型储油罐。各类导电、非导电介质、腐蚀性介质。