SYRD9041AT12LMA0雷达料位计质量好的
通信协议与系统集成能力
支持4-20mA+HART、PROFIBUS PA/FF等多种协议,无线HART版本采用2.4GHz频段,电池寿命5年。某智能工厂通过OPC UA接口直连MES系统,采样周期缩至100ms。IO-Link 1.1支持远程配置,调试时间从4小时压缩至15分钟。云端数据用于库存预测,精度达0.1m³。
是一种常用的液位测量仪器,其具有高精度、高反应速度、广泛的应用场景等特点。本文将介绍导波雷达的应用场景,并从两个实际测量案例出发,说明导波雷达液位计的性。
导波雷达液位计的应用场景,导波雷达液位计由于具有高精度、反应速度快、性好等特点,因此其应用范围广泛。常见的液位测量应用场景如下:石化工业:如、反应釜、造纸机械等等;食品工业:如糖浆储存罐、烘烤炉、松饼罐等等;污行业:如污水池、沉淀池、调节池、反渗透设备等等;电力行业:如水库、大型油罐等等。
两个导波雷达液位计实际案例,个石化厂储罐液位测量,在这个案例中,一个石化厂需要对大型储罐的液位进行监测。考虑到储罐的大型、高度等因素,这里采用了导波雷达液位计进行液位测量。由于储罐液体性质较为复杂,如锂盐、溴化钾等腐蚀性物质,因此对测量仪器的性和精度提出了较高的要求。经过使用导波雷达液位计进行液位测量后,其反应速度和精度都得到了较好的保障,为厂家带来了较好的生产效益。第二个食品工业烘烤炉温度测量 在食品工业的烘烤炉中,需要测量炉膛的液位,以便控制烘烤温度和时间。传统的液位计在液位变化较大的情况下不准确,需要经常进行手工调整。为了提高测量的准确性和便捷性,这里应用了导波雷达液位计进行液位测量。因为导波雷达液位计具有反应速度快、高精度的特点,它提供了准确的液位读数和高水平的自动控制。
导波雷达液位计具有高精度、反应速度快、性好的优点,广泛适用于石化、食品、污水处理等各个领域的液位监测。本文从两个实际测量案例出发,说明了导波雷达液位计在不同行业的应用场景以及其性,为相关用户提供了参考和帮助。在实际应用中,需要注意不同场景和环境对导波雷达液位计的要求,并且根据实际情况进行存储、维护和保养,以维护其高精度、、的测量品质。
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。
SYRD9041AT12LMA0雷达料位计质量好的
一.产品优势:ZKHH-LD-YWJ-DB 导波雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播,当遇到被测介质表面时,部分脉冲被反射回来形成回波,并沿相同路径返回到脉冲发射装置,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,回波的性和振幅取决于上层介质与下层介质的介电常数εr。一般来讲,上层的介质通常为气体,其介电常数接近εr1.0,下层被测介质的介电常数较高。
应 用:液体
测量范围:10米
过程连接:螺纹、法兰
过程温度:-20-220℃
过程压力:-1.0-40bar
精 度:< 0.1%
分 辨 率:1mm
重 复 性:±3mm频率范围:100MHZ-1.8GHZ
防爆等级:Exd II BT4
防护等级:IP68
信号输出:4…20mA/HART(两线)
导波雷达液位计是化学工业中的液位计。 从导波雷达发出的高频微波脉冲沿着感知单元(钢丝绳或钢棒)传播,遇到被测定介质,介电常数急变而引起反射,脉冲能量的一部分被反射。 发射脉冲和反射脉冲的时间间隔与被测量介质的距离成比例。 导波雷达液位计是基于这个原理开发的。
导波雷达液位计的优点
1 .功耗低。 GWR输出给导波探测器的信号能量小,是正常雷达发射能量[1mW]的约10%约0.1mW]。 这是因为导波为从信号到液面的往返传输提供了有效的通路,使信号衰减保持在限度,能够测量介电常数低的介质液位,而且导波雷达的功耗小,所以采用回路电力而不是单独的交流电力,大幅度节省了安装费用。
2 .由于信号在导波中传播不受液面变动和罐中的障碍物等的影响,所以计量器接收的返回信号的能量相应强,约为发射的能量的20% (既定的0.02mW] ),而且返回信号中的干扰性杂波信号小,除测量信号外
3 .介电常数的变化对测量性能没有明显的影响。 导波雷达和普通的雷达一样,使用传输时间测定介质液位,从烃类[介电常数2~3]液体表面或水[介电常数80]面反射回来的时间相同,不同的只是信号宽度[强度]的不同。 普通雷达考虑介质的影响,比较回来的各种信号很难从杂波信号中检测出真液位信号,但是导波雷达只需要测量电磁波的传输时间,不需要信号的处理和识别。
4、光速的电磁波一定,不需要为了改变仪表范围而进行移动,不需要现场标定,只要在现场输入相关参数就可以使用。 多个仪表在检查台几分钟就完成了构成调整,构成时,需要连接24VDC的电源,提供每个罐的测定参数。
5 .介质密度的变化不影响测量,介质密度的变化影响浸渍在介质中的物体受到的浮力,但电磁波在导波中传播的影响没有。
6、雾和泡沫对测量没有影响,电磁波不会在空间中传播,雾不会引起信号衰减,泡沫也不会散射信号而失去能量。
7 .介质在导波上的沉积和污染对液位测量的影响小。 介质对探针的污染对测量液位的影响分为膜状污染和桥2种。
膜状污垢是液面水平下降时,高粘度液体或轻油浆在探针上形成的被复层。 由于这种污垢均匀地涂复在探针上,因此对测量几乎没有影响,但是架桥性污垢的形成会引起明显的测量误差,块状或条纹状的介质污垢附着在导波体上,或者桥接在两个导波体之间,在这一点上就能测量假液位。 导波雷达液位测量技术的进一步发展可以减少或消除这种测量误差。8、导波雷达水平计的价格基本上与其他常用的水平测量仪(例如,浮动水平计等)等同,远低于正常交流电力、电磁波在空间中传播的正常雷达水平计。
导波雷达液位计的功能特性
用导波雷达液位计测量液位是合适的方法
导波雷达液位计测量不受水箱形状的影响
导波雷达液位计不受介电常数、温度、压力、密度的影响
不受仓库表面变动、粉尘、蒸汽、泡沫的影响
导波雷达液位计的测量长度可以灵活改变,不需要标定
测定结果为高精度、再现性、高分辨率
测量范围是二十四米
适用介质温度范围-50 600
适用压力范围为40bar
导波雷达液位计有多种探针类型和材质
可以选择数字显示
导波雷达液位计的安装
1 )顶部直接安装,导波雷达的导波杆直接安装在容器的上端,安装方式有螺钉和法兰两种,一般插入容器内部的导波杆的长度在设计要求的测量范围内。
2 )安装测量筒,导波雷达的导波杆安装在测量筒的上端,测量筒连接到容器上,一般测量筒的侧方连接口的距离在设计要求的测量范围内。
导波雷达液位计原理
从波雷达发射的高频微波脉冲沿着探测单元传播,遇到被测量介质,介电常数急剧变化,引起反射,部分脉冲能量被反射回来。 所述发射脉冲和反射脉冲的时间间隔与被测量介质的距离成比例。
在容器中存在两种不同的介质,上层介质的介电常数小,下层介质的介电常数大的情况下,当高频微脉冲沿探针向上层介质传播时,由于该介电常数小,所以少的能量在该层的界面反射,大部分能量在上层的因此,导波雷达是一种可以测量两种不同介质的接口,其测量条件是上层介质不导电,或者介电常数比下层介质小10以上。
特点:<雷达型号沿导波杆传送,消除假回波信号<高重复性,4~20mA输出,带现场LCD显示 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。
德尔信DX-DB 杆式液位变送器0-25m 0.2不锈钢 四氟乙烯 24v4-20(mA) 各种液体 导波雷达连续物位仪表,产品适用于大多数应用场合的连续测量。仪表广泛用于工业和民用现场化工、石油等,无论室内和户外,本仪表相对其他形式仪表,对现场安装条件均无要求,可测液位、界位油水分离等。仪表由一个电路单元,一套防爆外壳和杆式或缆式传感器组成,传感器可选多种材质,可整体或分体式安装。
性能
性能 传感器材质:
电源: 316SS-316不锈钢
两线制标准24VDC TFE-特氟隆
(11.5~36VDC) PFA-聚氟代丙烯酸酯
输出: FEP-聚四氟乙烯
4-20mA CS-碳钢
环境温度: 陶瓷
-40~70℃ 外壳防护:
介质温度: IP66
-185~280℃, 防爆区域等级:
260℃以上,向公司查询 电缆和传感元件
负载: 在1区、2区组别本质。
24VDC@625Ω 两线制的电子单元
响应时间: 在1区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级C、D、E、F、G组本质
标准:20毫秒 在1区Ⅰ级A、B、C、D组为防爆型(分体式)
可选:0~30秒可调 在1区Ⅱ级E、F、G组和Ⅲ级为防粉尘燃烧型
: 在2区Ⅰ级A、B、C、D组为非燃烧型。
标准条件下±0.5% 传感器安装:
负载影响: NPT螺纹(标准)
0-负载变化0.2% 公制法兰及ANSI法兰(可选)
SYRD9041AT12LMA0雷达料位计质量好的
导波雷达液位变送器
规范书
西北电力设计院
2010年8月
目录
1. 总则
2. 技术要求
2.1设备运行环境条件:
2.2规范和标准
2.3 设备规范
3.供货范围
4.备品备件
5.对卖方(代理商)的资格及资信要求
6.工程技术服务
7.包装运输
8.资料交换要求
1. 总则
1.1 本规范书适用于八达岭太阳能热发电实验电站工程所采用的导波雷达液位变送器。它包括导波雷达液位变送器功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2 卖方应所供的导波雷达液位变送器是的、的、的、高质量的产品,且通过ISO9001认及原书。卖方提供的产品应具备国内同等级机组,3座电站,1年以上成功运行的工程使用经验,不得使用实验性产品,在投标书中应附有相应的说明和明文件,并须经买方确认。
1.3 所提供的导波雷达液位变送器具有国家技术监督颁发的计量器具型式批准书及仪器仪表防爆监督检验站颁发的防爆合格等有关部门书。
1.4本规范书提出的是限度的要求,并未对技术细节作出规定,也未陈述与之有关的规范和标准。卖方提供一套满足本规范书和标准质量要求的产品及其服务。对国家有关、等强制性标准,满足其要求。
1.5 卖方如未对本规范书提出偏差,将认为卖方的设备符合规范书和标准的要求。偏差(无论多少)都清楚的表示在投标文件中。
1.6投标书及合同规定的文件,均应使用单位制(SI)。
1.7本规范书所使用的标准如与卖方所执行的标准发生矛盾时,按较高标准执行。
1.8技术协议书应以本规范书为蓝本,加入买方的偏差,经买卖双方确认后作为定货合同的技术附件,与合同正文具有同等效力。双方的技术联络、配合文件和有关的会议纪要也与合同正文具有同等效力。
2.0 技术要求
2.1设备运行环境条件:
多年平均气压 1010.4hpa
多年平均气温 26.7℃
端高气温 36℃
端气温 18.8℃
多年平均相对湿度 84%
地震设防烈度 : 8度
安装地点: 室内
规范和标准
本规范书中涉及的规范、 标准均应为版本,如卖方使用本
规范以外的规范和标准,应征得买方的同意。
引用的规范和标准如下:
美国防火协会(NFPA)
ANSI/NFPA 70 国家电气规范
ANSI/NFPA 496 电气设备外壳的净化和密封
美国电气和电子工程师协会(IEEE)
ANSI/IEEE 472 冲击电压承受能力导则(SWC)
UL 508 工业控制设备
UL 913 用于等级I/II/III、区域1的危险场所的本安设备及其相关设备
IEC 电工委员会
IEC 60348 电气测量设备的要求(78)
IEC 60529 外壳防护等级(IP码)(EQV)
FM 工厂互
FM Class No.3610 用于等级I/II/III、区域1的危险场所(分等级)的本安设备及相关设备
FM Class No.3611 用于等级I/II、区域2和等级III、区域1/2的危险场所的电气设备
FM Class No.3615 防爆型电气设备的一般要求
2.3 设备规范
2.3.1 导波雷达液位变送器要求为原装产品,供货时请提供原明书。
2.3.2 本技术规范书中的导波雷达液位变送器的探测部分接触的工艺介质为加热器、凝汽器中的水和饱和蒸汽。卖方提供的仪表应适用于该场所,且性能稳定、质量,在国内同类型或相似参数机组的相同场合至少有一年成功运行业绩的原装产品。
2.3.3 导波雷达液位变送器采用法兰顶装方式安装于加热器水位测量筒的顶部。
2.3.4 在满足过程参数的前提下,导波雷达液位变送器与导波杆应采用一体化连接方式,变送器还应配供一体化液晶表头。
2.3.5 导波雷达液位变送器的导波杆应采用蒸汽型,要求导波杆为同轴管式,直径不小于Ф22mm,材质为316L SS,在饱和蒸汽条件下大耐压不低于11Mpa,大耐温不低于320℃。
2.3.6导波杆穿出测量筒顶部法兰后的部分应设有隔热层。隔热层应采用适用于高温饱和蒸汽条件的热材料,该材料既能阻断高温蒸汽沿导波杆的热传导作用,又不会造成雷达波的衰减而影响测量的准确性。
2.3.7 为了将导波杆及水位测量筒对变送器电子部件的热传