广东YUZHENG-6921雷达物位计

　　雷达物位计的工作原理与技术特点

　　雷达物位计采用微波脉冲或连续波技术进行非接触式测量，工作频率主要有6GHz、26GHz和80GHz三种。高频雷达（如80GHz）具有更窄的波束角（最小可达3°），适合狭窄空间或存在障碍物的工况。其测量原理基于时差法，通过计算微波从发射到接收的时间差确定物位高度，精度可达±1mm。不同于超声波物位计，雷达技术不受介质温度、压力变化影响，且能有效穿透蒸汽和粉尘干扰。现代产品通常配备自诊断功能，可实时监测天线污染情况，适用温度范围扩展至-200℃至+400℃。

　　随着中国工业自动化的加速推进，液位计（Level Meter）作为过程控制中的核心仪表，其分类主要包括振动式液位计与雷达液位计（又称雷达物位计）。长期以来，高端雷达液位计市场被国外品牌占据，而国产振动式液位计在中低端应用中稳步增长。近年来，得益于技术积累、产业支持与国产化需求拉动，国产厂商在振动式与雷达液位计两大领域均取得显著突破。本文将从测量原理、技术性能、品牌格、市场规模及进出口数据等多维度，对比国产与液位计的异同，并展望国产仪表的未来发展前景。

　　一、测量原理与技术性能对比振动式液位计原理概述:采用带振动叉（或振动杆）的传感器，当液位覆盖或离开振动元件时，振动频率发生变化，通过检测频率变化来实现点位判断。仪表:如德国 VEGA VibrioFork、美国 Foxboro Vibrasonic 系列，响应迅速、抗粘附能力强，适用于油品、化工、污水等复杂介质。国产仪表川仪股份（MTS）:振动叉式液位开关，响应时间 、电源发生器没有输出。2>、换能器脱胶，断路，短路，缘电阻低等都可能造成换能器不工作。

　　超声波探头的主要作用是什么

　　1、超声波探头是一个电声换能器，并能将返回来的声波转换成电脉冲；2、控制超声波的传播方向和能量集中的程度，当改变探头入射角或改变超声波的扩散角时，可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的指向性，提高分辨率；3、实现波型转换；4、控制工作频率；适用于不同的工作条件。

　　超声波换能器输入电压一定要达到标称值吗？

　　不需要，在标称值范围内，电压越高，信号越强。

　　超声波测距仪能在太空实验室使用吗？

　　有一定密度气体的地方可以，真空中不行。

　　调频连续波80G 雷达物位计采用调频连续波（FMCW ）技术。天线发射高频的调频雷达信号，雷达信号的频率线性增加。发射的雷达信号经被测量介质反射后由同一天线接收。在同一时刻，发射信号频率与接收信号频率的频率差与被测距离成正比。采集到的频率差信号，经傅里叶变换（FFT ）得到反射回波的频谱，并以此计算得出待测目标的距离。

　　80G 雷达相对于26G 或6G 雷达具有频率更高，波长更短，波束角更小，能量更加集中的特点；加上FMCW 技术的应用，使其具有以下特点:1. 量程大，盲区小；2. 波束角小，天线尺寸小，便于安装。受罐体接管尺寸、障碍物影响小；3. 测量精度高，抗干扰能力强，性高。

　　天线发射微波时，都有一定的发射角。从天线下缘到被测介质表面之间，发射的微波波束所辐射的区域内，不得有障碍物，安装时应尽可能避开罐内设施，如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。必要时，须进行“虚假回波学”。另外须注意微波波束不得与加料料流相交。    安装仪表时还要注意:高料位不得进入测量盲区；仪表距罐壁保持一定的距离；仪表的安装尽可能使天线的发射方向与被测介质表面垂直。    安装在防爆区域内的仪表遵守国家防爆危险区的安装规定。本质型防爆仪表的外壳材料采用塑料PBT/ 铝ADC12；本安+ 隔爆型防爆仪表的外壳材料采用铝ADC12。防爆型仪表可安装在有防爆要求的场合，仪表接大地。

　　应    用:    液体适合强腐蚀性液体蒸汽 、泡沫技术:测  量 范  围:   0~30m测  量 精  度:   ±2mm 过  程 温  度:   (-40~130)℃，(-40~200)℃过  程 压  力:   -0.1~2.5MPa频         率:   80 GHz信  号 输  出:   (4~20)mA/HART；RS485/MODBUS协议电         源:   24VDC/220VAC现场显示/按键:   可选外         壳:   塑料PBT、铝ADC12、316L天  线 类  型:   DS/DQ/ES/EQ..天  线 材  料:   316L+PTFE/316L+PFA..安  装 形  式:   法兰 .防  护 等  级:   P67/IP66........※  注   1. 外壳选B，防护等级为IP66; 外壳选A/D，防护等级为IP67.         2. 天线尺寸分别为DN50 和DN80，测量精度均为±2mm；

　　应    用:    液体适合强腐蚀性/ 耐压液体技术:测  量 范  围:   0~10m/0~30m/0~120m测  量 精  度:   ±2mm/±5mm 过  程 温  度:   (-40~130)℃/(-40~200)℃过  程 压  力:   (-0.1~0.1)MPa( 适合耐腐蚀液体)                (-0.1~2.5)MPa( 适合耐压液体)频         率:   80 GHz信  号 输  出:   (4~20)mA/HART；RS485/MODBUS协议电         源:   24VDC/220VAC现场显示/按键:   可选外         壳:   塑料PBT、铝ADC12、316L天  线 类  型:   DS/DQ/ES/EQ..天  线 材  料:   316L+PTFE/316L+PFA..安  装 形  式:   螺纹.防  护 等  级:   IP67/IP66........※  注  1. 外壳选B，防护等级为IP66; 外壳选A/D，防护等级为IP67. 2. 天线直径为 21mm 时 , 仪表量程 0~ 10m, 测量精度 ±2mm; 天线直径为 43mm, 仪表量程0~30m, 测量精度 ±2mm; 天线直径为 76/65mm 时 , 仪表量程 0~120m, 测量精度 ±5mm

　　应    用:    液体, 卫生级技术:测  量 范  围:   0~30m测  量 精  度:   ±2mm 过  程 温  度:   (-40~130)℃过  程 压  力:   (-0.1~1)MPa                频         率:   80 GHz信  号 输  出:   (4~20)mA/HART；RS485/MODBUS协议电         源:   24VDC/220VAC现场显示/按键:   可选外         壳:   B/A/D/K天  线 类  型:   KW/KQ天  线 材  料:   316L+PTFE/316L+PFA..安  装 形  式:   2"卡盘/ 3½" 卡盘防  护 等  级:   IP67/IP66※  注  1. 外壳选B，防护等级为IP66; 外壳选A/D/K，防护等级为IP67.    2. 天线尺寸分别为DN50 和DN80，测量精度均为±2mm；

　　应    用:    固体/ 液 存储容器/ 过程容器或强粉尘场合技术:测  量 范  围:   120m测  量 精  度:   ±5mm 过  程 温  度:   (-40~200)℃过  程 压  力:   (-0.1~0.3)MPa                频         率:   80 GHz信  号 输  出:   (4~20)mA/HART；RS485/MODBUS协议电         源:   24VDC/220VAC现场显示/按键:   可选外         壳:   B/A/D天  线 类  型:   MW/NW/RW/HG/JG天  线 材  料:   铝衬塑料+PP/316L+PTFE/316L+PTFE 带散热..安  装 形  式:   法兰/ 螺纹/ 吊架防  护 等  级:   IP67/IP66※  注  1. 外壳选B，防护等级为IP66; 外壳选A/D，防护等级为IP67.        2. 天线直径为76/65mm 时，仪表量程0~120m，测量精度±5mm.

　　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。