7ML5440-0CA00-0BA2-ZC11雷达液位计质量好的

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　　特殊介质测量的定制方案

　　高温熔体（＞400℃）测量采用水冷法兰（流量2m³/h）保护传感器，波导延伸管耐温达800℃。强粘附性介质使用自清洁天线，每秒1次的微振动防止挂料。某沥青储罐应用案例中，带刮刀装置的传感器使维护周期从1周延长至6个月。卫生型设计满足3A标准，Tri-Clamp快装接口表面粗糙度Ra＜0.8μm。最新研发的透波窗口材料（如蓝宝石）可测量ε＜1.4的超低介电常数介质。

　　美国麦格纳丘MAGNETROL自从1932年设计并开始销售物位控制仪表以来，MAGNETROL的名字就一直代表了**的质量和不断的。

　　麦格纳丘MAGNETROL的产品服务于100多个国家的工业控制领域。无论在石化、化工、炼油、陆上平台、海上平台、热电厂、核电厂，还是在造纸、医、食品、饮料及水处理行业，均可看到麦格纳邱的产品。凭借多样化**的物位/流量测量技术，麦格纳邱在物位/流量仪表市场上有着不可替代的。根据工业控制领域的工况复杂的特点，麦格纳邱开发了许多运用不同技术的产品。

　　从早的麦格纳丘MAGNETROL浮球开关到*新的导波雷达液位计，共有七大不同技术的产品。如:浮筒液位变送器、磁浮子液位计、磁翻板液位计、浮球液位开关、热式气体质量流量计、超声波液位计、液位变送器，因而麦格纳邱总能根据您的不同工况提供适合的产品。即便是用户有一些的要求，美国麦格纳丘提供合理的解决方案。

　　产品系列: Eclipse 导波雷达系列、Pulsar 喇叭口雷达系列、Modulevel浮筒液位变送器系列、Mechanicals 浮球液位开关系列、Echotel超声波系列液位计系列-可分接触... []

　　导波雷达液位计与其他雷达液位计相比，具有不同的工作原理，也有自己的优势和不足。用户尤其是采购人员了解这些信息，对于正确的选型重要。下面，就导波雷达液位计的原理和优缺点具体介绍如下。

　　一、导波雷达液位计的工作原理

　　导波雷达液位计的工作原理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。

　　而普通雷达液位计的工作原理是发射—反射—接收。具体说来就是，雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示、报警、操作等。

　　二、导波雷达液位计的优缺点

　　1、导波雷达液位计的不足

　　（1）不适合用于测量腐蚀性和粘附性液体，也不适合用于食品等级要求较高的场合

　　从两种雷达液位计的不同工作原理，可知雷达液位计是非接触式测量，导波雷达液位计为接触式测量。所以，需要考虑介质的腐蚀性和粘附性，在食品等级要求较高的场合，也一般不用导波雷达液位计。

　　（2）导波雷达液位计的安装和维护不便

　　导波雷达液位计在测量时，过长的导波杆（缆）为安装和维护增加了不少困难。而且相比能够互换使用的普通雷达液位计，导波雷达液位计的导波杆（缆）的长度根据工况固定，一般不能互换使用。所以，一般来说，导波雷达液位计要比普通雷达液位计的选型和维护要繁琐的多。

　　（3）导波雷达液位计的测量距离受限

　　导波雷达液位计的测量距离不会很长，而普通雷达液位计在30~40m的罐体上应用比较常见，甚至可测到60m。

　　2、导波雷达液位计的优势:

　　（1）对波动较大介质的测量更稳定

　　在罐内有搅拌，介质波动较大的工况下，用底部固定的导波雷达液位计比普通雷达液位计更为稳定，优势也更为明显。

　　（2）更适于对小罐体内物料的测量

　　在测量小罐体内的物位时，由于安装测量空间小（或罐内干扰物较多），一般普通雷达的液位计不适用，而导波雷达液位计则不受限。

　　（3）导波雷达液位计不受介电常数高低的限制

　　普通雷达液位计和导波雷达液位计的测量原理都是基于介质介电常数的差别进行测量的，由于普通雷达液位计发射的波是发散的，当介质介电常数过低时，信号太弱测量就会不稳定，而导波雷达液位计发射的波是沿导波杆传播的，信号相对稳定。

　　此外，导波雷达液位计一般还有底部探测功能，可以根据底部回波信号的测量值加以修正，使信号更为稳定准确。雷达液位计的原理和应用

　　雷达物位计的原理是发送高频脉冲进行    物位测量。测量度高，性强，复杂工况存在虚假回波的情况下，也可以准确的识别出物位的回波。

　　雷达物位计有很多种叫法，如液位计，料位计，其    意思大致相同是一样的。唯一的区别是根据

　　测量 介质不同进行区分。其中雷达物位计        可对固、液体进行测量 ，料位计则是测量固体，液位计        则是测量 液体。

　　型号上雷达物位计又可以分为普通和智能型以及防腐型。通常    测量液体选择导波型，测量固体和粉尘类选择智能

　　型，测量 盐酸，硫酸等含腐蚀性物质选择抗腐蚀型。

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　　导波雷达物位计，液位计

　　1.产品概述

　　1.1测量原理

　　导波雷达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。

　　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。

　　1.2测量范围

　　H－－－－测量范围

　　L－－－－空罐距离

　　B－－－－顶部盲区

　　E－－－－探头到罐壁的小距离

　　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。

　　注意:

　　只有物料处于顶部盲区和底部盲区之间时，才能罐内物位的测量。

　　2 .仪表介绍

　　WRD71

　　应用液体、固体颗粒

　　测量范围30米

　　过程连接螺纹、法兰

　　过程温度-40-250℃

　　过程压力-1.0-20bar

　　精度±1mm

　　频率范围100MHZ-1.8GHZ

　　防爆/防护等级Exia IICT6/IP67

　　信号输出4…20mA/HART(两线)

　　WRD72

　　应用液体、固体颗粒

　　测量范围6米

　　过程连接螺纹、法兰

　　过程温度-40-250℃

　　过程压力-1.0-20bar

　　精度±1mm

　　频率范围100MHZ-1.8GHZ

　　防爆/防护等级Exia IICT6/IP67

　　信号输出4…20mA/HART(两线)

　　WRD73

　　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-1.0-20bar

　　精度±1mm

　　频率范围100MHZ-1.8GHZ

　　防爆/防护等级Exia IICT6/IP67

　　信号输出4…20mA/HART(两线)- 4 -

　　3.安装指南

　　下述的安装指南适用于缆式和杆式探头测量固体颗粒料和液体物体。同轴管式探头只适用于液体物体。

　　3.1安装位置:

　　<尽量远离出料口和进料口。

　　<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。

　　<建议安装在料仓直径的1/4处。

　　<缆式探头或杆式探头离罐壁小距离不小于30厘米。

　　<探头底部距罐底大约30mm。

　　<探头距罐内障碍物小距离不小于200mm。

　　<如果容器底部是锥型的，传感器可以安装罐顶，这样可以一直测量到罐底。

　　3.2右图为杆式雷达安装图，主要用于液体液位的测量。

　　特点:

　　<可以测量介电常数大于等于1.9的介质。

　　<一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。

　　<杆式雷达大量程可以达到6米。

　　<对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。

　　3.3右图为双杆式雷达安装图，主要用于液体液位的测量。

　　特点:

　　<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。

　　<可以测量介电常数大于等于1.6的介质。

　　<一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。

　　<杆式雷达大量程可以达到6米。

　　<对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。

　　3.4安装方法

　　<合理安装能确保仪表长期而的测量

　　仪表可采用螺纹连接，螺纹的长度不要超过150mm，还可以采用在短管上安装。安装短管直径在2″至6″则安装短管高度应≤150mm，若安装于较长的短管上，应底部固定缆式探头或选用对中支架以避免缆式探头与短管末端接触。

　　当仪表需要安装于直径大于200mm短管时，短管内壁产生回波，在介质介电常数低的情况下会引起测量误差。因此，对于一个直径为200mm或250mm的短管，需要选一个带“喇叭接口”的法兰。

　　<在塑料罐上安装

　　注意！

　　无论是缆式或杆式若想仪表工作正常，过程连接表面应为金属。当仪表装在塑料罐上时，若罐顶也是塑料或其它非导电材质时，仪表需要配金属法兰，若采用螺纹连接，需配一块金属板。

　　<仪表探头与罐壁的距离

　　仪表探头至罐壁的距离建议为罐直径的1/6－1/4(至少大于300mm，混凝土罐至少400mm)选择探头长度时，注意探头底部距罐底约大于30mm。

　　注意事项:

　　<雷达安装不要装在下料口处（图一）

　　<应避免罐内其它装置接触到微波传导部件（图二）

　　<应避免导波缆绳接触到安装短管（图三）

　　缆绳所受下拉力

　　当加料和出料时，介质对缆绳将产生下拉力，下拉力的大小取决于下列因素:

　　1.缆绳长度      2.物料的密度       3.储仓的直径         4.缆绳的直径

　　以下是6mm缆式探头典型介质产生的压力

　　干扰的优化

　　<干扰回波抑制:软件可实现对干扰回波的抑制，从而达到理想测量效果

　　<旁通管及导波管（仅适用于液体）对于粘度不大于500cst，可采用旁通管，导波管或管式来避免干扰。

　　腐蚀性介质测量

　　<如果测量腐蚀性介质，可选用杆式探头套一个塑料套管或四氟套管进行测量。

　　导波雷达探头末端的固定

　　<探头末端如需要固定场合应用有两种固定方式:一种是缘固定；另外一种是非缘固定。

　　■缘固定是指被测介质的介电常数较低且固定在金属罐底时需要缘固定；

　　■非缘固定是指被测介质介电常数很高，罐体为非金属材料、介电常数很低的材料或与被测介质介电常数十分接近的材料，这时可以采用非缘固定。

　　※备注:如用户不能确定介质和罐体的介电常数，请直接与厂家联系

　　4.接线方式

　　如右图。

　　5.调试

　　WRD可以通过三种方式调试:

　　<通过显示调整模块WPM

　　<通过调试软件WSOFT

　　<通过HART手持编程器

　　5.1通过编程模块调试（WPM）

　　5.2通过WSOFT软件调试

　　<雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用WSOFT软件进行调试，需要一个仪表CONNECTCAT驱动器。

　　<使用软件调试的时候，给雷达仪表加电24VDC，同时在连接HART适配器前端加一个250欧姆的电阻。如果一体式HART电阻（内部电阻250欧姆）的供电仪表，就不需要附加外部电阻，这时候HART适配器可以和4…20mA线并联。

　　5.3通过HART手持编程器

　　6.导波雷达物位计，液位计仪表尺寸

　　7.导波雷达物位计，液位计仪表线性

　　8.导波雷达物位计，液位计技术参数:

　　工作频率:100MHZ-1.8GHZ

　　测量范围:缆式:0-30m；杆式、双杆式:0-6m

　　重复性:±2mm

　　分辨率:1mm

　　采样:回波采样55次/s

　　响应速度:>0.2S（根据具体使用情况而定）

　　输出电流信号:4-20mA

　　精度:

　　通讯接口:HART通讯协议

　　过程连接: G11 /2A

　　法兰DN50，DN80，DN100，DN150

　　过程压力: -1-20bar

　　电源:电源:24VDC(±10%),纹波电压:1Vpp

　　耗电量:max 22.5mA

　　环境条件:温度-40℃～+70℃

　　外壳防护等级:IP67

　　防爆等级:EXia II CT6

　　两线制接线:仪表供电和信号输出共用一根两芯屏蔽电缆线

　　电缆入口:2个M20*1.5或1 /2NPT(电缆直径5－－9mm)

　　9.产品选型

　　WRD70仪表型号，  探头类型，      大量程，  材质

　　WRD71     6mm缆式探头   30000mm    不锈钢

　　WRD72     10mm杆式探头  6000mm     不锈钢

　　WRD73     10mm双杆式探头6000mm     不锈钢（法兰安装）

　　防爆

　　P非防爆型（普通型）电流信号输出（4-20mA）HART协议

　　I本安防爆型（Exia IIC T6）电流信号输出（4-20mA）HART协议

　　D本安型＋隔爆型(Ex d iaⅡC T6)电流信号输出(4-20mA)HART协议

　　一体化过程连接/材质

　　G G11 /2A螺纹不锈钢

　　N 11 /2NPT螺纹不锈钢

　　C法兰DN50 PN16C不锈钢

　　D法兰DN80 PN16C不锈钢

　　E法兰DN100 PN16C不锈钢

　　F法兰DN150 PN16C不锈钢

　　H法兰DN200 PN16C不锈钢

　　K法兰DN250 PN16C不锈钢

　　Y约定

　　关键词:

　　雷达物位计的测量效果

　　雷达物位计是*的雷达式物位测量仪表，测量距离zui大20米，可以用于存储罐、中间缓冲罐或过程容器以及各种料仓的物位测量，输出4…20mA模拟信号。

　　雷达物位计采用*的非接触式测量，其稳定的材料制造，测量液体、固体介质的物位，两线制、回路供电的技术，供电电压和输出信号通过一根两芯电缆传输，不受压力、温度变化、惰性气体、真空、烟尘、噪音、蒸汽、粉尘、等工况影响。雷达物位计不受介质密度、粘稠度和温度的变化影响，过程压力可达40bar，过程温度可达220℃， 分辨率1mm，无盲区，高精度。

　　雷达物位计两线制技术，是差压仪表、磁致伸缩、射频导纳、磁翻板仪表的优良替代产品，测量灵敏，刷新速度快，安装简便，牢固耐用，免维护。雷达物位计高频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稳定和的测量。

　　即使工况比较复杂的情况下，雷达物位计存在虚假回波，用的微处理技术和调试软件也可以准确的识别出物位的回波。雷达物位计是26G高频雷达式物位测量仪表，输出4-20mA模拟信号，测量zui大距离可达70米；天线被进一步优化处理、新型的微型处理器可以对信号进行更高速率的分析和处理，使仪表能够在反应釜、固体料仓等复杂的测量环境有效工作。

　　雷达物位计天线发射较窄的微波脉冲，经天线向下传输。微波接触到被测介质表面后被反射回来再次被天线系统接受和处理，传输信号经电子信息处理单元自动转换成物位信号。雷达物位计天线尺寸小，便于安装；非接触性雷达，无磨损，不产生污染，腐蚀、泡沫、水蒸气、粉尘、压力、温度等对雷达的影响微弱，严重粉尘环境对雷达测量影响微弱，波长更短，对倾斜的固体的表面有的反射能力。

　　7ML5440-0CA00-0BA2-ZC11雷达液位计质量好的

　　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。

　　进入炼油厂的原油虽然在之前的开采、集输过程中已经经过多次脱水，但仍有0.3%的含水量，因此炼油厂储运车间罐区的日常工作中，原油脱水仍是一项重要工作，而油水界位的准确测量则是原油充分脱水的关键。

　　现场工艺和工况介绍

　　本案例的现场是3座300m³的立式沉降罐，高度8900mm，操作温度为20~50℃，常压。原油储罐中经一次脱水后的含油污水输送到这3座立式沉降罐进行二次脱水。含油污水需在沉降罐静止24小时，依靠自然沉降机理将介质中的油水进行分离。，根据油水界位的指示，完成充分脱水后的原油被再次输送回原油储罐。

　　在沉降罐二次脱水的整个生产过程中，如果油层和乳化层厚，会造成导波雷达液位计信号大幅衰减。另外，由于冬季罐内外温差大，还会导致天线上形成结露、甚至结霜。因此，该工况对导波雷达的油水界位测量提出了很高的挑战。

　　原油储罐排水除油操作画面

　　VEGA解决方案

　　客户根据现场工况综合考量后，决定使用VEGAFLEX 81导波雷达液位计来进行测量:配置2mm缆式天线，方便运输，并通过底部配重或固定的方式减轻天线摆动，适合大中型储罐和料流冲击较大的工况；测量精度高，仅为±2mm；具有两路4...20mA电流输出，可同时输出液位和界位信号。

　　VEGAFLEX 81导波雷达

　　同时，现场配备了VEGADIS 81罐旁显示仪，方便巡检和维护。该显示仪操作界面友好，设置简单，还可以显示清晰的回波曲线。

　　VEGADIS 81罐旁显示仪

　　功能强大的VEGA导波雷达液位计

　　01 信号强劲，电磁波在传输过程中要克服天线结露或结霜、原油层、乳化层等多个因素的影响，但VEGAFLEX 81由于信号强劲，可以保持液位和界位信号稳定、。

　　02 导波雷达VEGAFLEX 81基于脉冲波的测量原理，因此不受测量介质密度变化的影响。

　　03 导波雷达VEGAFLEX 81无需带料调试，调试简单。

　　04 多种信号输出方式，可以提供两路4...20mA电流信号，一台表可以同时测量和输出液位和界位信号。

　　05 每次液位放空后，导波雷达自动开启虚假信号抑制功能，减少粘附对测量的影响。

　　使用效果

　　通过与工艺生产部门的密切沟通，操作人员配合我们完成液位和界位的标定，使导波雷达的性能与现场工况结合。

　　如上图所示，VEGAFLEX 81液位和界位信号清晰，测量准确，而且自2021年投运以来，运行一直稳定、，了客户的信任和赞许。