CPT-Y4导波雷达物位计生产厂家
工业环境中的抗干扰设计
工业现场存在蒸汽、粉尘等干扰因素,雷达传感器通过频率调制(FMCW)和数字滤波技术增强信噪比。某水泥厂应用案例表明,80GHz传感器在粉尘浓度100g/m³时仍保持可靠检测,而26GHz型号已出现信号衰减。双雷达互补系统可消除搅拌器叶片造成的虚假回波,检测准确率提升至99.5%。最新自适应算法能自动识别并屏蔽固定障碍物(如扶梯)的干扰反射,安装灵活性提高30%。EMC设计满足工业4级标准,可抵抗1kV/1MHz高频干扰。
CPT-Y4导波雷达物位计生产厂家
雷达的发展是从上个世纪80年代开始的,上zui早做雷达的代表公司是:vega(脉冲雷达),saab(调频雷达)。Vega为低端雷达,技术角度讲,属于脉冲雷达。其发射原理比较简单,即:发送一个高频脉冲(6.3GHZ),微波遇到介质后被反射回来,微波传播速度为光速,与温度无关,计算出传播时间就计算出了距离;但是,由于其靠时间来计算数值的,就需要对事件到几十ps(1ps= 10^-12s,即:相当于将一秒分成10^1210的12次方份)。L=T传播时间 * C光速/2 (公式一)推出:△L= △t * C 光速 (公式二)其中------C=3*10^5Km = 3*10^8m=3*10^11mm△t = △L/ C (公式三)我们假设测量精度为5mm,那么:△t=5/(3*10^11)=16.666 ps目前记录时间zui高精度为50ps,芯片价格一般在200~500元一片。以时间50ps计算,其测量误差:△L= △t * C=15mm。也就是说,脉冲雷达如果仅仅靠时间来处理数据,zui高精度为15mm。Vega雷达早在上个世纪80年代就已经出产,而高精度时间记录芯片是2002年才面世,所以,早期脉冲雷达大都采用时间拓展的方法来进行时间的准确测量纪录,外加多次测量求平均的办法。不管如何采用拓展时间以及平均发求值,其zui终精度要达到5~10mm,都具有一定的不合实际。早在2005年前,Vega雷达在国内占据80~85%的市场,主要源于其在国内大量宣传,以及国内无相应的雷达产品,自2004年后,脉冲雷达国内相继出现了3~5家生产厂家,vega雷达市场正被国内雷达厂家追步替代。而,saab为1999年进入国内市场,比vega晚6,7年时间,其进入国内市场后,一直定位在产品领域,仅仅面向石油、化工行业。目前,国内石油、化工在02年以前所采用的雷达,基本99%为saab雷达。Saab雷达价格昂贵,普通雷达价格在3~4万,精度稍高点雷达(调频雷达)价格在8~10万元。调频雷达原理为,发送连续信号(例如:信号频段从6~7GZH,8~9GZH等),对接收到的连续信号进行FFT变化,对信号进行锁相跟踪,来计算两个信号的时间差。调频连续波雷达FMCW,能够获取很高的精度,其精度主要取决于温飘(晶振的温度补偿),以及芯片的FFT计算速度,采用温补晶振,一般能够达到精度±1mm。目前调频连续波(FMCW)雷达,国内在2001年已经具备了这种技术。由于调频连续波雷达需要进行多方面的测试、试验,如:EMC认试验、温度试验等。直到2003年底,国内调频连续波雷达才正式推出。调频连续波雷达的基本处理方式雷同。由于国内调频雷达是2000年后才开始研发的,所以,在选择芯片的速度,器件的选型,都比SAAB更加具备优势,通过简单的对温度补偿能够做到±1mm内,利用波导管进行测量,精度能够做到±0.3mm。如果采用速度更快的cpu以及搭建一些设备,做到精度±0.1mm是容易实现的。目前,雷达物位计,随着国内厂家技术实力的不断壮大,正逐步取代国外雷达市场。脉冲雷达方面,国内除个别生产厂家无技术人员进行辅助处理工况外,够与vega雷达相媲美。调频连续波(FMCW)雷达,除在现场安装、雷达壳体设计方面,我们仍需要借鉴国外厂家的经验外;在各数,工况处理种性能参方面,我们的雷达产品都比SAAB强;我们在借鉴国外雷达优点的基础,采用军用技术生产了具有自主产权的调频雷达,我们将以zui的服务面向客户。
新产品的出现,在一定程度上会让我们忽视原先的产品。智能就是那个被忽视的产品。智能雷达物位计,我们可以称为低频版雷达物位计,它的发射频率为6GHz,其原理也是基于时间间隔原理设计的。
目前来看,智能雷达物位计是连续测量方式。它适用于腐蚀性液体的测量、有挥发性质液体的测量以及温度压力变化大液体的测量。它的天线主要有三种,即棒式天线、喇叭口天线和全密封天线。天线不同,智能雷达物位计在罐内的安装也略有不同。
一般来说,三种天线在罐内安装的时候,尽量要与介质保持垂直,避免波束指向罐壁。这是三种天线安装的共性。此外,三种天线在安装的时候,还各有其特性。
就棒式天线而言,为了减小温度对雷达物位计的影响,对接法兰连接处使用弹簧垫圈且天线发射点伸出安装短管。
就喇叭口天线而言,喇叭天线也伸出安装短管,必要的时候可以使用天线延伸管。
说完了雷达物位计天线,我们再说一下产品的安装问题。为了提高雷达物位计的准确性和稳定性。安装时,我们要注意以下几个方面:
,连接雷达物位计之前,我们要确认罐内无有害介质,无压力。
第二,选择合适的位置拧紧螺纹或者固定好法兰。如果有必要,需更换密封圈。
第三,进行液位调整时,我们要选择空罐的时候或液位刚好覆盖罐底的时候。
未来,随着技术的发展,新产品的出现,智能雷达物位计可能在市场并不占据一定的优势,但是,小编要提醒大家的是,每一款产品都有其优势,大家在选择的时候一定不要盲目,看更多产品,了解更多型号,才能让我们选择到经济实惠且性能的产品。
智能雷达水位计基于时间测量的电磁波测距技术。传感器发射电磁波照射水面并接收其回波,由此获得水面至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
智能雷达水位计,是工业测距雷达在水位测量领域的应用,实现了水位计向高精度(毫米级),大量程(35米),高,安装简便,免维护的技术跨越。
智能雷达水位计通过标准信号接口,与计算机、PLC等连接,也可以与相应的显示、记录、控制装置(如RTU)连接,构成水位监测系统。
CPT-Y4导波雷达物位计生产厂家
雷达是利用电磁波传播过程中折射性和性而研发的一种空间测距电子仪器,初用于国防及航空导航。随着科学技术的推广,雷达逐渐用于工业和民用领域,并衍生出众多型号产品,应用于工业生产中液位测量的雷达液位计就是其中的一类。
雷达液位计测量原理
雷达液位计的测量原理和军工中的雷达一样,都是通过电磁波的直线传播特性测量周围空间的净空距离,即被测物体距离雷达的直线空间距离,具体到工业生产中就是液体的液面到雷达天线的空高。通过对雷达液位计组态可设定雷达天线到容器底部的垂直距离,根据已经测得的液面空高就可计算出液体的液位高度。
测量原理公式为H=L-CT/2
C为电磁波的波速即光速, T为电磁波从发射到接收所用到的时间,L为雷达天线距离容器的低端的垂直高度,H为被测液体的高度。
工业中的液位检测不同于军工航空动辄几十上百千米的空间测距,生产中的液位检测距离都较小,高范围的储罐液位检测也就一二十米的垂直高度,这样的距离空间相对于光速传播的电磁波来说可以忽略不计,于是上述的测量方式很难实现,因为人类无法制造出不用时间的电路处理仪表。
为使雷达测距应用于工业中的液位检测,生产厂商使用了高频的无线电波,使用线性调频连续测距的方法,让天线发射的电磁波的频率随着时间进行改变,接收器接收到的反射电磁波频率与此时的天线发射频率是不同的,通过计算两者的频率差,换算得出电磁波在空间传播的时间,从而能够计算出被测液位的高度。雷达液位计的构造
不同厂商所生产的雷达液位计形式各异,但总体的部件大体是一致的,其主要包括电路部分(雷达波发生器、信号检测、信号处理),天线及接收器和安装附件表体三大部分。根据天线的不同,雷达液位计可分为导波雷达和普通雷达两大类型。
导波雷达液位计
导波雷达是在电磁波发射器的下方安装了一个金属导波体,让高频的无线电波沿着金属体垂直向下传播,当电磁波碰到被测物质的液面时,电磁波会在接触面反射,沿着波导体垂直的返回到雷达液位计天线内部的接收器中,然后处理电路进行分析计算,得出被测液体的液面高度。根据金属导波体的不同,导波雷达又分为缆式和杆式两大类。
缆式导波雷达的导波体为一个柔性的不锈钢金属绳,其末端栓一金属重物,以金属绳在被测液体中垂直的伸入到容器底部,金属绳在使用中漂浮摆动而弯曲。这样结构的雷达液位计主要用于底下罐、零位罐等地面以下的液位测量中。
杆式导波雷达的波导体根据导波杆及天线的不同又分为很多种,有金属杆式的导波雷达,有通过金属管的喇叭天线式的导波雷达,有带有旁通测量筒的导波雷达。这些导波雷达主要用于高出地面的储罐液位测量或生产设备塔器储罐可以侧装旁通管的液位测量。 西安赛谱自动化仪表技术有限公司
普通雷达液位计
普通雷达液位计的天线,只是一个电磁波的发射接受装置,其电磁波发射后通过气相自由传播,由于雷达液位计电磁波为高频的微波信号发散传播性差,而且被测液体距离雷达液位计的高度小,其电磁波传播过程可看成垂直传播,因此这种雷达液位计满足液位测距要求。相对于导波雷达少了导波体节省费用方便安装,在储罐等较高液位测量中得到大量的应用。
根据天线的不同生产厂商制作了不同型号的雷达液位计,以适应不同工况环境。厂里使用的普通雷达液位计的天线有喇叭口、水滴形(防液体挥发凝结)、偏心型(防多重反射电磁波干扰)、宽口喇叭口(防气相介质衰减电磁波)四种类型。
电路处理部分
根据 雷达液位计处理电路的复杂程度,雷达液位计分为单路测量的普通模式和多重处理信号的总线模式。多重信号处理不仅能处理雷达电磁波测距的液位信号也可处理热电阻的温度测量信号,并可通过总线的方式把多台雷达液位计连接起来,通过一根总线远传到控制室内。适用于储罐众多布分散的大中型储罐系统的液位测量,节约了传输线缆的铺设和费用。
雷达液位计故障分析及处理
雷达液位计从测量原理上看是一种高精度的测距仪表,雷达液位计制造厂商也大肆介绍雷达液位计的优点,如可用于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,可对不同料位进行连续测量,但实际使用中雷达液位计常出现很多问题甚至失灵无法使用。
雷达液位计电磁波选取依据
由雷达液位计的测量原理可见,雷达液位计测量过程中的核心是电磁波传播过程中频率波的改变范围,因此天线所接受的雷达波的频率,是液位测量的关键依据。
雷达液位计在使用中天线到被测液体的液面的空间净空中,充斥着各种频率的电磁波,这些电磁波大部分都会通过各种反射、折射传播到天线内部的接收器中,因此雷达液位计的接收器接收到的电磁波是一系列的大量的不同频率的电磁波。
怎样从这杂乱的电磁波中选出真实的液面反射来的电磁波,是雷达液位计能否准确测量液位的关键,这就需要一个选频电路。选频电路选择的依据是根据接受到的电磁波的能量来进行衡量。
电磁波在传播过程中受气相介质,被测介质的反射折射,金属容器壁等物质的碰撞吸收,能量会不断减弱,反射的次数越多能量损失越大,经过的距离越长能量损失越大。由于电磁波是垂直于被测液体的液面发射,其电磁波在被测液面的反射率大(折射率小),可近似为全反射,其在被测液体液面的能量损失,是电磁波回波损失小的。垂直于被测液面的空间距离是电磁波传播中短的距离,这个反射的电磁波在气相空间传播中能量损失也是小的,由此两点被测液位反射回来的电磁波的能量是电磁波频谱中大的,由此雷达液位计的选频电路得出被测液体的空高,从而计算得出被测液体的高度
雷达液位计使用中的问题
雷达液位计电磁波选频可以知道,返回接收器的电磁波的能量大小是雷达液位计选用电磁波频率的依据,从而决定着雷达液位计测量的准确性。如果正常使用中,被测液体所反射的电磁波的能量不是高的电磁波,那么雷达液位计就会选用其他的不真实的电磁波频谱,此时就会造成被测液位失真。
造成这种现象的原因,大体可以归为以下几点:
一、被测液体与雷达天线之间的净空中有较大面积的反射物,致使电磁波在到达液面之前被反射。造成这种现象的原因主要为:
1、被测容器内部有搅拌器、加热盘管、管线等金属物体,如果这些金属体裸露在被测液体的外部,而且正处于电磁波垂直传播的方向,如搅拌机旋转中的浆液转动,就会造成电磁波被提前反射回来,而造成被测液位偏高。
2、雷达液位计安装地点距离容器壁太近或不垂直与被测液面,使电磁波在传播中照射到容器内壁而提前反射回来;电磁波在被测液面反射过程中没有原路返回(斜射时),致使雷达液位计检测不到反射电磁波;液面反射的电磁波经多重反射能量损失过多,而没有被选频电路选中,以上多种情况造成雷达液位计测量失真。
二、波导体(绳缆、杆)上有挂料,电磁波沿着波导体传播中,在没有到达液面前遇到波导体上面的挂料而反射回来,产生虚假液位。安装的波导管不垂直与雷达液位计,造成电磁波斜射到波导管的内壁,而产生如同容器内壁一样的反射或多重反射而使测量失真。
三、被测液体与雷达天线之间的净空中,气相介质蒸汽浓度太大,致使电磁波在空间传播中,能量损失太大,甚至反射波根本到达不了雷达液位计的接收器。
被测液体有加热要求,上部安装搅拌机的情况下尤其严重,由于被测液体在加热搅拌中不断有蒸汽挥发,会造成液面以上的空间中充满了高浓度的介质蒸汽,其微小的液体颗粒不仅对电磁波产生漫反射而且会吸收大量的电磁波能量,使电磁波出现很大衰减,造成雷达天线无法接受回波信号。
被测液体中含有水份时,挥发的水蒸气对于电磁波的吸能更加严重。由于水汽具有易冷凝的特性,气相空间含有的水汽在罐顶罐壁附近会逐渐冷凝,积聚在一起形成较大的水汽滴,充斥在液位上方的空间里,对于电磁波具有强烈的吸能作用,致使电磁波的能量衰减过大无法到达雷达接收器,造成雷达液位计彻底失去工作能力。
四、雷达液位计天线附着赃物,致使电磁波刚刚发射出就被反射回来,甚至根本发射不出去。这样的状况即使使用防凝结的水滴形天线,也无法避免雷达液位计的突然失灵。
雷达液位计天线附着赃物是被测介质挥发的升级加重,被测液体净空中大量充斥着气相蒸汽,其会附着在雷达液位计的天线上,是易冷凝的高粘介质,雷达液位计安装在储罐顶部温度较低,挥发的介质蒸汽易在雷达天线上凝析附着,造成电磁波发射困难,情况严重时介质甚至在天线上结焦,损坏天线。
同样被测介质含有水份时,水汽易在天线上附着,致使电磁波发射不出去,使雷达液位计彻底失灵。
五、雷达液位计电路中的保护措施。雷达液位计是一种高科技的测量仪表价格昂贵,处于对仪表本身防护的需要,制造厂商普遍在电路中设置了很多保护措施,如超温保护、低电压保护,高液位保护,运行故障保护以及数据保持,错误锁定等液位检测防护措施。这些防护措施在日常使用中,如果雷达液位计出现问题,保护就会动作,造成雷达液位计停止工作,此时需要查找故障原因,清除恢复后雷达液位计才能正常使用。防护功能随厂商不同而设置,集成度高的防护措施多。如总线式的多功能雷达液位计,其本身的防护措施就多,日常维护要熟悉。
在现代工业生产中,物位测量是许多工艺流程中的关键环节。雷达物位计作为一种的非接触式物位测量设备,因其高精度、性强和适应性广等优点,在众多领域得到了广泛应用。本文将详细介绍雷达物位计的工作原理及其在不同场景中的应用。
一、雷达物位计的工作原理
雷达物位计的工作原理基于雷达波的发射、反射和接收。具体来说,雷达物位计通过其透镜天线发射一个连续的雷达信号,该信号的频率会像锯齿那样发生变化。发射的信号被介质反射,并被天线作为回波信号接收。接收的信号频率与当前的发射频率存在频率差,而这个频率差与容器中的物位成正比。通过传感器的特定算法计算后,可以得出准确的物位高度值。
(一)频率调制连续波(FMCW)原理
雷达物位计通常采用频率调制连续波(FMCW)技术。在这种技术中,雷达信号的频率在一定时间内线性变化,形成一个锯齿波。当雷达信号被介质反射并返回天线时,由于介质与天线之间的距离不同,反射信号的频率与发射信号的频率存在一个频率差。这个频率差与物位成正比,通过测量频率差,可以计算出物位高度。
(二)信号处理
雷达物位计的信号处理单元对反射信号进行处理,提取出频率差信息。通过特定的算法,将频率差转换为物位高度值。现代雷达物位计通常配备的数字信号处理器(DSP),能够、准确地处理信号,提高测量精度和响应速度。
二、雷达物位计的适用范围
雷达物位计适用于多种复杂的工业环境,能够测量各种液体和固体的物位高度。以下是一些常见的应用场景:
(一)液体测量
雷达物位计在液体测量中表现出,尤其适用于高精度要求的场合。例如,在石油、化工、制等行业中,雷达物位计可以测量储罐中的液体物位,确保生产过程的稳定性和性。其非接触式测量方式避免了介质对传感器的腐蚀和磨损,延长了设备的使用寿命。
(二)固体测量
雷达物位计同样适用于固体物位的测量,如粉料、颗粒料等。在水泥、粮食、饲料等行业中,雷达物位计可以准确测量料仓中的固体物位,帮助工厂实现自动化控制和库存管理。其高精度和性确保了生产过程的连续性和稳定性。
(三)复杂工况下的应用
雷达物位计在高压、腐蚀性强、卫生要求高或者复杂工况下也能稳定工作。例如,在食品和饮料行业,雷达物位计可以满足严格的卫生要求,确保生产过程的清洁和。在化工行业,雷达物位计能够承受高压和腐蚀性介质,提供的物位测量数据。
(四)低介电常数介质的测量
雷达物位计对低介电常数介质的测量效果良好。低介电常数介质的反射信号较弱,但雷达物位计通过的信号处理技术,能够准确捕捉反射信号,确保测量精度。这使得雷达物位计在测量轻质油、化工原料等低介电常数介质时具有**的优势。
三、雷达物位计的应用案例
(一)石油行业
在石油储罐中,雷达物位计可以测量油位,确保油罐的运行。通过实时监测油位,工厂可以优化油罐的存储量,减少油品的溢出和浪费。同时,雷达物位计的高精度测量数据有助于计算油品的库存量,提高库存管理的精度。
(二)化工行业
在化工生产中,雷达物位计可以测量反应釜、储罐等设备中的物位。由于化工介质往往具有腐蚀性和毒性,雷达物位计的非接触式测量方式避免了介质对传感器的腐蚀和污染,确保了测量的准确性和设备的性。此外,雷达物位计能够适应高压和高温环境,适用于各种复杂的化工工艺。
(三)食品和饮料行业
在食品和饮料生产中,雷达物位计可以测量原料罐、成品罐等设备中的物位。其高精度和卫生设计确保了生产过程的清洁和,符合严格的卫生标准。例如,在乳制品生产中,雷达物位计可以测量牛奶、酸奶等液体的物位,确保生产过程的连续性和产品质量。
(四)制行业
在制生产中,雷达物位计可以测量液罐、原料罐等设备中的物位。其高精度和性确保了生产过程的控制,符合严格的品生产质量标准。雷达物位计的非接触式测量方式避免了介质对传感器的污染,确保了品的纯净度和性。
四、雷达物位计的优势
(一)高精度测量
雷达物位计的测量精度高,通常可以达到毫米级。这使得雷达物位计在高精度要求的场合中表现出,能够提供准确的物位数据,帮助工厂实现精细化管理。
(二)免维护设计
雷达物位计采用非接触式测量方式,无需机械部件接触被测介质,因此不会受到介质的腐蚀和磨损。这种免维护设计大大减少了设备的维护成本和维护时间,提高了设备的可用性和性。
(三)适应性强
雷达物位计能够在多种复杂环境下稳定工作,包括高压、腐蚀性强、卫生要求高或者复杂工况。其强大的适应性使其能够在各种工业环境中提供的物位测量解决方案。
(四)经济实惠
尽管雷达物位计具有高精度和免维护等优点,但其价格相对较为合理,具有较高的性价比。对于工厂来说,投资一套雷达物位计系统,不仅可以提高生产效率和产品质量,还能在长期内节省大量的维护成本和人工成本,具有显著的经济效益。
五、结论
雷达物位计作为一种的物位测量设备,凭借其高精度、免维护和适应性强等特点,在工业领域得到了广泛应用。通过正确的安装和定期的维护,雷达物位计能够长期稳定地运行,提供高精度的物位测量数据。无论是在石油、化工、食品和饮料还是制行业,雷达物位计为工厂的生产过程提供的物位监测解决方案,确保生产过程的稳定性和性。未来,随着技术的不断进步,雷达物位计将在工业自动化领域发挥更加重要的作用,为工厂的智能化生产和管理提供有力支持。