LIMACO-ULM-31A1-HF雷达料位计性价比高的
摘 要: 液位测量是核电站自动控制系统中的重要组成部分。导波雷达液位计基于电磁波时域反射( TDＲ) 原理，具有受环境影响小、测量精度高等特点。导波雷达液位计作为一种新型的液位测量手段，已经在核电领域有了广泛的应用，但是在其应用过程中也遇到了一定的问题。针对福清核电汽水分离再热系统疏水箱液位计频繁出现的支撑件破碎、密封失效以及蒸汽补偿漂移等问题，进行了原因分析并给出了解决措施。通过对导波雷达液位计的改造，使得导波雷达液位计在核电高温蒸汽系统中得到了应用，提高了汽水分离再热疏水液位测量的性，保障了机组运行。该研究对推动导波雷达液位计在蒸汽系统中应用提供有力支持，对导波雷达这种新型液位计未来在更多测量环境中的应用起到了积作用。wfP压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器
引言
导波雷达液位计作为一种新兴的液位测量仪表，克服了传统仪表的不足，在核电厂的应用逐渐增多。但导波雷达液位计在高温高压蒸汽系统使用时，还存在一些不足，导致系统液位测量失真［1］。汽水分离再热系统是核电厂汽轮机的重要辅助系统，主要应用于汽轮机运行期间，通过控制进入二级再
热管束的蒸汽量，对高压缸排气进行和再热，使进入低压缸的蒸汽有一定的过热度。其应用改善了汽轮机低压缸的工作条件，提高了汽轮机的相对内效率，减少了湿蒸汽对汽轮机零部件的刷蚀。在福清 1 ～ 4 号机组调试及运行期间，汽水分离再热系统二级疏水箱液位计多次出现故障，如液位计探杆泄漏、测量失效等。针对二级疏水箱液位计问题，采用新型测量方案，对汽水分析再热系统二级疏水液位测量作优化改进。
1 导波雷达物位计测量原理及特点
( 1) 导波雷达液位计的工作原理。
导波雷达液位计基于电磁波时域反射原理［2］，由电磁波发生器发射一个电磁脉冲信号发射到导波体上，以导波体作为信号的传输载体。当遇到被测介质表面时，部分信号被反射形成回波并沿相同路径返回脉冲发射装置。发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，测量发射与反射脉冲［3］。导波雷达液位计测量原理如图 1 所示。
导波雷达液位计测量原理图
( 2) 导波雷达液位计的测量特点。
①电磁波信号沿导波杆传输可消除假回波信号，减少信号丢失。
②整个测量装置无活动部件，无机械磨损。
③安装调试方便。
④不受介质 密度变 化 的 影 响 ( 但 是 需 要 单 一 介质) 。
⑤使用与高温、高压的物位测量。
2 现有设计缺陷导致测量不稳定的原因分析
核电厂二回路液位控制是核电厂重要的控制系统之一，其测量环境需考虑真空、高温、泡沫等多方面因素。传统液位仪表因其固有原理，无法通过自身技术的改进来消除误差。故本文采用了导波雷达液位计［4］。但在机组运行过程中，汽水分离再热系统原有导波雷达液位计导波杆的支撑件会破碎，支撑件碎片会进入到二回路系统中，形成异物，危及机组［5］。同时，导波杆内支撑件破碎后，因振动、冲击等因素会导致导波杆触碰到水位测量筒，使液位测量产生跳变，存在汽水分离再热系统二级隔离风险。受制于现场使用条件，汽水分离再热器二级疏水箱内充满饱和蒸汽。蒸汽是性气体，即蒸汽的介电常数会根据环境的压力、温度而改变。介电常数的变化会影响电磁波的传播速度。波速度公式为&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
由式( 1) 可见，当介质的介电常数变化，则波速度会随之变化。由于电磁波在不同介质中的传输速度不同，比如在空气中的传输速度比在蒸汽中传输速度大，因此 汽 水 分 离 再 热 系 统 ( gas-liquid seperate system，GSS) 二级疏水箱液位计选用的都是蒸汽型导波雷达液位计［7］。
经统计，在功率运行期间，汽水分离再热系统二级液位计共计出现缺陷 91 项。其中，导波雷达液位计漏汽缺陷共计 38 项，二级疏水箱液位计偏差大共计 46项，因仪表故障导致通道测量不可用共计 7 项。
根据现场液位计缺陷情况来看，目前汽水分离再热系统二级液位计主要存在以下故障。
①液位计探杆支撑杆破碎。经分析，原汽水分离再热系统二级液位计所用的高温型导波雷达液位计，其探杆支撑件采用聚醚醚酮( PEEK) ［8］高分子合成材料。在运行过程中，该支撑件会逐渐脆化，在系统冲击工况下破裂。处理方式: 在测量系统改进前，机组只能通过每次大修期间，对探杆进行定期更换。
②液位计探杆密封失效。液位计探杆内部密封件采用 PEEK 材料进行隔热，靠近连接部位采用 2 个 O型圈进行密封。O 型圈耐温范围为 150 ℃ 。因汽水分离再热系统二级疏水箱内部温度达 280 ℃ ，探杆隔热材料失效，进而使 O 型圈失效，探杆密封泄漏，测量闪发质量位。处理方式: 目前出现探杆密封失效后，无法进行更换。
③液位计冷热态工况，液位测量出现偏差。液位计大修冷态调试时，3 支液位计偏差小于 20 mm。但汽轮机冲转并网后，因系统温度上升，3 支液位计偏差会达到 100 mm。在机组运行时间长后，液位计偏差也会逐渐增加，导致偏差超过 100 mm。处理方式: 目前只能在热态后，对偏差大液位计进行修正。机组功率运行后，每周定期巡检方式，检查液位计偏差，并及时进行修正。
3 改进方案
3． 1 导波雷达液位计支撑件改进
原汽水分离再热系统二级导波雷达液位计采用PEEK 支撑件，同时也作为探杆隔热材料。PEEK 是芳香族结晶型热塑性高分子材料。PEEK 玻璃化转变温度为 143 ℃ ，其熔点为 334 ℃ 。这种材料耐抗有机和水环境，具有优良的化学性、热稳定性和抗氧化性。目前，应用汽水分离再热系统二级疏水箱实际运行温度为 280 ℃ ，仪表的设计温度为350 ℃ ，而 PEEK 物理特性耐温只有 250 ℃ ，因此运行时间过长会产生变形或碎裂。
为应对导波雷达液位计支撑件破碎及密封失效情况，此次支撑件设计采用 99． 7% 纯度的 Al2 O3 陶瓷材料［8］。该材料具有硬度大、耐磨性能好、质量轻等特点。其熔点在 2 000 ℃ 以上，具有良好的导热性、缘性以及透光性，介电常数为 9． 0 左右，适用于高温蒸汽型导波雷达液位计测量原理。Al2 O3 陶瓷的物理和力学特性如表 1 所示。
改进后探杆内部结构精密。蒸汽部分主元件采用氧化铝陶瓷，不会因为温度增高而变形、渗漏。密封元件采用耐高温的石墨密封 Graphite，是目前仪表产品在高温蒸汽方面的理想材料。其物理性能远远优于以前使用的 PF128、PEEK、铝矾土等材质，十分稳定。该结构整体密封结合紧密，可杜蒸汽进入。
3． 2 导波雷达液位计高温补偿改进
原汽水分离再热系统二级导波雷达液位计采用点补偿方式，补偿点到电磁波发射口距离为 125 mm。如果测量点以上或者测量点位置有凝露或者误差，会放大传导到下方实际液位测量。为了地说明上述结论，定义系数 K。
典型应用:
适用于固体和液体介质，用于各种复杂工况液位测量。
概述:
dt-yw900型脉冲雷达物位计因其的非接触式测量特性，可对有污染性和腐蚀性的介质进行准确的测量,其稳定和准确的表现也同样体现在复杂的测量环境下。输出的4~20ma信号可以提供远端控制,采用了的微波技术和echo-tech回波处理技术以适应各种工况。脉冲雷达物位计的工作方式可测小介电常数介质，并适用于各种金属，非金属容器内,对人体及环境无伤害。 脉冲雷达物位计适用于 煤厂、电厂、石油化工、食品行业及一般工业应用。
本产品的加工定制是是，品牌是鼎拓，型号是DT-YW900，类型是其他液位变送器，测量范围是0~35米，测量精度是＜0.2%，输出信号是4~20（mA），测量介质是固体、液体
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。
导波雷达液位计
关键字:导波雷达液位计,液位计
HJRD32导波雷达液位计具有低维护，高性能、高精度、高性，使用寿命长等优点。在与电容，重锤等接触式仪表相比较，具有无可比拟的性。微波信号的传输不受大气的影响，所以它可以满足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。该产品适用于高温、高压、真空、蒸汽、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境，可对不同料位进行连续测量。该仪器主要技术达到或优于国内外同类产品,且安装调试简便，可以单台使用，也可组网使用，可广泛应用于冶金、建材、能源、石化、水利、粮食等行业。
导波雷达液位计技术参数:
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:-0.1~2MPa
精 度:±3mm
频率范围: 100MHZ-1.8GHZ
防爆等级:Exib IIC T6 Gb
防护等级:IP67
信号输出:4—20mA/HART（两线）
导波雷达液位计特点说明:
特点:
1.可以测量介电常数大于等于1.4的介质。
2.一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。
3.杆式雷达量程可以达到6米。
4.对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。
5.对于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精度。
测量原理
产品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绳传播，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。
测量范围:
F---- 测量范围
E---- 空罐距离
B---- 顶部盲区
K---- 探头到罐壁的距离
顶部盲区是指物料高料面与测量参考点之间的小距离。
底部盲区是指缆绳底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。
安装位置:
1.尽量远离出料口和进料口。
2.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。
3.建议安装在料仓直径的1/4处。
4.缆式探头或杆式探头离罐壁距离不小于30厘米。
5.探头底部距罐底大约30mm。
6.探头距罐内障碍物距离不小于200mm。
7.如果容器底部是锥型的，传感器可以安装
8.罐顶，这样可以一直测量到罐底。
导波雷达液位计安装图:
图一（安装指南）
图二（导波管）
导波雷达液位计选型表:
仪表型号 探头类型 量程 材质
HJRD32 杆式探头 6000mm 不锈钢
HJRD32-防爆
P 标准型 ( 非防爆 )
I 本安型 (Exib Ⅱ C T6)
D 本安型＋隔爆型 (Exd ib Ⅱ C T6)
HJRD32-杆式探头
A 6mm
B 10mm
HJRD32-过程连接/材料
G G1½"A 螺纹/不锈钢
GA G1"A 螺纹/不锈钢
N 1½"NPT 螺纹/不锈钢
NA 1"NPT 螺纹/不锈钢
C 法兰 DN50 PN16 C 型
D 法兰 DN80 PN16 C 型
E 法兰 DN100 PN16 C 型
F 法兰 DN150 PN16 C 型
H 法兰 DN200 PN16 C 型
K 法兰 DN250 PN16 C 型
Y 约定
HJRD32-密封温度
P 普通密封 /-40...100℃
G 高温密封 /-40...250℃带散热片
HJRD32-电子单元
2 （4 ～ 20）mA /24V DC 两线制
3 （4 ～ 20）mA /24V DC/HART 两线制
4 （4 ～ 20）mA /24V DC/HART 四线制
5 （4 ～ 20）mA /220V AC/HART 四线制
HJRD32-外壳/防护等级/天线防护等级
P 塑料 /IP65
L 铝 /IP67
HJRD32-电缆接口
M M20*1.5
N ½"NPT
HJRD32-编程/显示
V 带
X 不带
HJRD32-量程（mm）
备注:
相关信息
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。导波雷达物位计 由电子装置对微波信号进行处理，***终转化成与物位相关的电信号。能量辐射水平低，该设备使用能量波的是脉冲能量波（频率一般比智能雷达物位计低）。一般脉冲能量波的***大脉冲能量为1mW左右（平均功率为1μW左右），不会对其他设备以及人员造成辐射伤害。
适用范围及特点
导波雷达物位计仪表用于对液体、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。
导波雷达物位计具有以下特点
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:的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。
主要技术参数
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: -1.0- 60 bar；
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:
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）。
型号规格
DCRD
代号
C1
8㎜缆式探头/不锈钢（***大量程35m、-40~250℃）
探头型式及材料
C2
10㎜杆式探头/不锈钢（***大量程6m、-40~250℃）
C3
同轴管式探头/不锈钢（***大量程6m、-40~350℃）
0
螺纹连接
过程连接
1
标准法兰
0
一体化（普通型）
电子部件相关
1
分离型（3m电缆）
2
其他
P
普通型
防爆选项
I
本安型
1
现场显示
显示及编程器
2
编程器
3
现场显示+编程器
4
无
X
客户的要求:如防爆外壳、量程等
其他选项
LIMACO-ULM-31A1-HF雷达料位计性价比高的
导波雷达液位变送器是将发射能量很低的短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。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。一种的时间延伸方法可以确保短时间内稳定和的测量。YYD800系列导波雷达液位变送器即使在工况比较复杂，存在虚假回波的情况下，其用的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。
输入
天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路，微处理器对此信号进行处理，识别出微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，精度可达到毫米级。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。
应用介质:
YYD800系列导波雷达液位变送器适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量，适用于温度、压力变化大；有惰性气体及挥发存在的场合。
采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量较低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对人体及环境均无伤害。
产品简介:
YYD800系列智能雷达物位仪表
类 别
YYD801
YYD802
YYD803
应 用
过程条件简单，腐蚀性的液体、浆料、固体
比如:
水液储罐
酸碱储罐
浆料储罐
固体颗粒
小型储油罐
存储或过程容器腐蚀性的液体、浆料、固体
比如:
水液储罐
酸碱储罐
浆料储罐
固体颗粒
小型储油罐
适应各种存储容器或过程计量环境，液体、浆料、固体
比如:
原油、轻油储罐
原煤、粉煤仓位
挥发性液体储罐
焦碳料位
浆料储罐
固体颗粒
测 量 范 围
20米
20米
35米
过 程 连 接
螺纹
法兰
法兰
过 程 温 度
-40-130℃
-40-150℃
-40-250℃
过 程 压 力
-1.0-3bar
-1.0-20bar
-1.0-40bar
重 复 性
± 3mm
± 3mm
± 3mm
精 度
0.2s（根据具体使用情况而定）
电流信号:4…20mA
精度 :0.2s(根据具体使用情况而定)
电流信号:4…20mA
精度 :<0.1%
天线材质 D801、D802为PP/PTFE
D803 为316L不锈钢
通讯接口 HART通讯协议
过程连接 D801 (PP，PTFE天线) :G1-1/2 316L不锈钢，:
D802(棒式天线) :翻边法兰DN50，DN80，DN100，DN150
D803(喇叭口形式天线):法兰DN50，DN80，DN100，DN150，DN200，DN250
电源 电源:24V DC(+/-10%)，波纹电压:1Vpp
耗电量:max22.5mA
环境条件 温度:－40℃…＋80℃
容器压力（表压）－1…40bar
防爆认 ExiaII C T6
外壳保护等级 IP68
两线制接线 供电和信号输出共用一根两芯导线
电缆入口:2个M20×1.5（电缆直径5…9mm）
705型导波雷达液位变送器
LIMACO-ULM-31A1-HF雷达料位计性价比高的
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。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。
特点
1、对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响；
2、不受液体密度，固体物料的疏松程度、温度、加料时的粉尘的影响；
3、低维护，高性能、高精度、高性，使用寿命长。
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。