NYRD810雷达物位计工厂
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。
罗斯蒙特导波雷达物位计 3302液位变送器用于液位测量和界面测量，为液体应用提供了具有成本效益的解决方案。工作温度:-40 至 150°C（-40 至302°F），工作压力:全真空至 580 psi（全真空至 40 bar）。ROSEMOUNT物位计 3302可配备多种探头，以适应大多数应用，如硬单线、分段单线、软单线、软双线等。通过发射脉冲和反射脉冲之间的时间差被转换成距离，计算总电平或界面电平。ROSEMOUNTVeriCase 是 3308 和 5300 罗斯蒙特液位变送器的移动验工具，具有 HART 和 Modbus通信。
ROSEMOUNT雷达物位计 TM 3300系列产品，功能多样，易于使用，可用于大多数储罐的液位监测应用，使用简单。带非导电表面和轻质金属的导波杆:可从变送器型号代码（例如，330xxxxx1xxxxxxxx）的第九个字符位置找到结构材料代码。不允许在有粉尘的易爆环境中使用含镁或锆超过7.5%的导波杆或法兰。除了更换整个变送器头或导波杆组件外，换用未经核准的部件或进行维修的行为都可能危害性，不得进行。罗斯蒙特液位计3300 系列是一种基于时域反射（TDR）原理的智能双线连续电平发射机。
ROSEMOUNT导波雷达物位计5301HA1S1V3AM0225HBNAM1C1
罗斯蒙特超声波液位计4ST
罗斯蒙特差压变送器3051TG4A2B21AB4K5M5
罗斯蒙特雷达物位计3301HA1S1V3AM0345RA2AM1C1
ROSEMOUNT差压变送器3051TG2A2B21AB4E5M5
ROSEMOUNT导波雷达液位计5301HA1H1N3AM0340AANAM1C1
罗斯蒙特物位计3301HA1S1V3AM0370RAE1M1C1
罗斯蒙特压力变送器3051TA2A2B21AB4M5
ROSEMOUNT物位计5301HA1H1N3AM00080AANAC1
ROSEMOUNT雷达液位计5301HA1S1E5BM01900BBE1M1C1
罗斯蒙特差压变送器3051TG3A2B21AB4K5M5
ROSEMOUNT液位计5900SPF2FI5R2AG1H8SPV8Z0ST
罗斯蒙特压力变送器3051TG1A2B21AB4K5M5
罗斯蒙特雷达液位计5900SPF14
罗斯蒙特物位计590A4AVQ4
ROSEMOUNT超声波液位计3102HA1FRCNAST
ROSEMOUNT压力变送器3051TA2A2B21AB4M5
ROSEMOUNT雷达物位计5900SPSF4
罗斯蒙特温度变送器644H5J6M5
ROSEMOUNT液位计5301HA1H1N4AM00190IBE1C1
罗斯蒙特导波雷达液位计5301HA1H1N3AM0140ADNAM1C1
ROSEMOUNT温度变送器4
ROSEMOUNT雷达液位计5301HA1H1N3AM0230NAM1C1
罗斯蒙特导波雷达液位计3301HA14
罗斯蒙特温度变送器644HAE5J5M5
ROSEMOUNT差压变送器3051CD3A22A1AS2B4E8M5HR5
ROSEMOUNT导波雷达液位计5301FAMSS1V4BE01011CA
ROSEMOUNT压力变送器3051TA1A2B21AB4K5M5
罗斯蒙特雷达液位计5301HA1S4Q8C1
罗斯蒙特导波雷达物位计5301HA1S1V3AM0125AANAM1C1
ROSEMOUNT导波雷达物位计5301HA1H1N3AM0230NAM1C1
罗斯蒙特液位计3301HA1S1V4AM0180BANAM1C1
罗斯蒙特雷达物位计54
本公司主要代理经销欧洲、美国等厂家的工控机电设备、编码器、泵阀、液位计、传感器、流量计、变送器、分析仪、PLC、温度计等各种工控自动化产品和仪器仪表。公司以提供的服务为宗旨，与国内各企业建立广泛合作伙伴关系。
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ROSEMOUNT导波雷达物位计是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。通过天线发射并接收能量少且短的微波脉冲信号，信号以光速运行，这种测量方式可以在工业频率波段内正常使用，可以安装在各种金属、非金属或者管道内，可测量物体十分广泛，如各类液体、浆液原料以及颗粒类物料，皆可进行非接触式的连续性测量，现场环境恶劣，工况相对复杂，存在各种形式的干扰，造成虚假回波的情况下，导波雷达物位计依旧可以准确的分析出物位的正确回波。在测量时应注意，理论上当发射的微波脉冲测量返回后到达天线的位置即可，综合考虑现场环境，被测物料是否会腐蚀或者粘附天线周围造成影响。
罗斯蒙特导波雷达物位计。通过标定只得到物位与时间之间关系的若干点数据，需要根据这些数据拟合或插值得到物位与时间之间的关系表达式才能实现物位的测量。针对导波雷达物位计测量不同相对介电常数的物料，基于MSP430F5418 单片机信号处理系统，采用二阶 Lagrange 插值法对真实回波的Z大峰值点进行修正，并运用多项式拟合或者一阶 Lagrange 插值对标定数据进行处理。水位测量实验结果表明，对 72.4cm长的导波杆，测量范围从 30~57 cm 拓宽到 20~72 cm，测量误差由 1.0 cm 减小到 0.5cm。喷漆挡板模拟物位界面实验结果表明，对 250cm 长的导波杆，测量范围可达从导波杆法兰下表面 20 cm位置处到导波杆末端，减小了测量盲区，且测量误差不大于 0.5 cm。
1、液位传感器测量原理
导波雷达液位传感器利用时差实现液位测量，运用TDR(时域反射)原理，通过探头反射波和液位反射波之间的时间差来测量液位。
导波雷达液位传感器采用发射-反射-接收的方式，首先发射一个高频电磁波，电磁波会沿同轴线缆传播到法兰处，产生一个回波(顶部回波);然后电磁波继续沿导波杆传播，当电磁波碰到液面后，由于介电常数发生突变，会产生另一个回波(物位回波)，两个反射波都被设备接收。通过检测出的两个回波的时间差，即可计算出液面高度。
顶部回波和物位回波的时间差一般在10ns以内，若通过直接测量时间差来计算液位，则达到毫米级别的精度所需的时间测量精度以及采样、处理的速度要达到皮秒量级。数字计数或实时采样等传统时间测量方式很难达到如此高的要求，为此采用等效时间采样的方法。
等效时间采样是指对频率很高的周期性或者准周期性被采样信号，以较慢的采样频率捕获被采样信号的样本，然后按照一定规律重新组合，得到与原信号相似的波形，从而实现通过较低的实时采样速率获得较高的等效采样速率。对乏燃料池的液位来说，毫秒级别内的液位变化是很小的，所以可以将乏燃料池的液位回波信号看为准周期性重复信号，也就适用于等效时间采样法。
2、液位变送器工作原理
液位变送器的主要功能是产生雷达波，并对返回的雷达波进行分析处理，得到液位数据并将其变送为4~20mA信号。脉冲发射控制电路以440kHz左右的频率发射脉冲波，脉冲波通过同轴线缆向外传输，经过法兰和液面时，各返回一个回波。脉冲采样控制电路会按照等效时间采样原理，以每个周期加ΔT的间隔控制高速采样门的开启，实现对回波信号的采样，通过放大电路对信号进行放大，得到液位信息。液位信息经4~20mA变送模块转换为供电回路的电流值，此电流值与液位高度保持线性关系。LOOP供电处理模块负责为整个系统提供电能，整个系统耗电流低于3.5mA。
由以上描述可知，变送器的采样密度是由ΔT决定的，ΔT的时间长短和度直接决定了液位信息的分辨率和精度。因此，变送器的核心部件是脉冲发射、接收时间差校准模块，此模块的采样精度决定了液位测量回路的精度。
技术创新与发展趋势
79-81GHz频段提升角分辨率至0.5°，MIMO技术实现三维成像（精度±1mm）。太赫兹雷达（300GHz）适用于纳米粉体测量。AI算法自动优化参数，调试时间缩短90%。数字孪生技术虚拟校准，寿命预测准确率>95%。5G IIoT版本支持毫秒级刷新与云协同控制。
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。
主要规格产品5301 型用于测量液位或界面（界面测量适合于*浸入导波杆）。
5302 型用于测量液位和界面。
5303 型用于测量固体物位。测量原理 时域反射原理 (TDR)测量范围 长达 164 ft. (50 m)介电常数使用安装在旁通管的同轴导波杆或单缆导波杆测量时小为 1.2，其他导波杆为 1.4。请参阅 《产品数据表》了解完整的数据规格。导波杆材质不锈钢、 合金400 、 合金C276 (UNS N10276) 或 PTFE 涂层的不锈钢参考精度±3 mm (± 0.1 in. ) 或 ± 0.03% 测量距离，以者为准重复性±1 mm (± 0.04 in.)输出模拟量4-20mA叠加HART® 信号
FOUNDATION® 现场总线
Modbus过程温度 752 ºF (400 ºC)。请参阅 《产品数据表》了解完整的数据规格温度-320 ºF (-196 ºC)过程压力模拟量4-20mA叠加HART® 通讯 和 FOUNDATION® 现场总线防爆认本质 (IS) 或防爆/防火认（ATEX、CSA、IECEx、FM...）显示单元5 位集成式显示器（可选）输出变量液/料位，界面，空高，界面距离，上部产品厚度，体积，液位速率，信号强度，壳体内部温度，百分比量程外壳带双腔室的聚氨酯涂层模铸铝制或不锈钢 外壳。外壳防护等级Type 4X、IP66、IP67现场总线功能链路主设备（备用 LAS），PlantWeb 警报信息，设置向导现场总线模块资源模块、3 个转换模块、6 个模拟输入 (30 ms)、PID (40 ms)模块、计算模块、输入选择器、输出选择器 (65 ms)、信号表征器 (75 ms)组态工具罗斯蒙特 Radar Master、375 现场手持通讯器、AMS Suite:智能设备管理器、DeltaV 或其他兼容 DD 或 EDDL 的主机系统。
NYRD810雷达物位计工厂
RF2000系列导波雷达物位变送器是我公司与美国FOX仪表有限公司合作设计、制造的具有自主知识产权的导波雷达物位计，该产品经多年两地雷达液位专家的联合研究和开发。电 源:24VDC (12～30V)
输出信号:4～20mADC带HART通讯协议
负载电阻:≤650Ω
环境温度:-40～65℃
相对湿度:0～99%
大粘度:8000CP介电常数:εr≥1.4
重 复 性:≤2mm
诊断报警:低报3.6mA 高报:22mA
电气接口:标准1/2”NPT内螺纹
防护等级:IP67
阻尼时间: 0～30s可调
用户界面:3按键+LCD液晶显示
介质温度:常温≤120℃ 中温≤200℃ 高温≤520℃
公称压力:普通≤2.5MPa 中压≤10.0MPa 高压≤32.0MPa测量范围:同轴、杆式≤6.1m 缆式≤21m
精 度:同轴、杆式≤±0.1%FS 缆式≤±0.3%F
防爆等级:本安型:ExiaIICT1～T6 隔爆型:ExdIICT1～T6
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