AJ602AA1AM/E雷达液位计生产厂商
固体散料测量的技术突破
低介电常数(ε<2)粉料测量是行业难题,80GHz雷达传感器通过增强发射功率(<20mW)和窄波束(<4°)提升信号反射率。某电厂粉煤灰仓实测显示,传统26GHz雷达回波强度仅-90dBm,而80GHz型号达-65dBm。粉尘环境需配备0.3MPa压缩空气吹扫装置,防止天线积灰。最新多目标识别算法可区分下落物料与料位面,动态测量误差控制在0.5%FS以内。料仓倾斜时,三维建模技术能自动补偿斜面导致的测量偏差。
雷达料位计在电厂中的应用∵火力发电厂原料仓(煤灰)高粉尘和液位计水汽的凝结现象。一直是物/液位测量的重大难题,本文主要详细阐述了RBRDZB-71-6-C雷达料位计针对这一复杂工况提出了解决方案。一.说明我国是个产煤大国,以煤炭为原料的行业比较多。如煤化工,煤制油,煤发电,其中煤发电的主要燃料就是煤,在电厂发电过程中是由煤燃烧水冷壁带动汽轮机发电,水变成高温水。煤燃烧变成灰。∴发电厂中的煤水灰监测测量显得尤为重要。标志着发电的稳定性,火力电厂的稳定运行。为了提高电厂的发电效率,以及稳定的自动化运行水平,在生产过程中,煤/灰在输送过程中产生的高粉尘,水经过加热流转过程中产生的凝结现象。给测量带来了更高的要求。雷达料液位计RBRDZB-71-6-C可以根据现场的介质,软件自带增益功能,根据现场介质的介电常数系统自动调节。可以穿透高粉尘,以及在水蒸气凝结雷达天线的情况下,依然稳定运行。二.在选择电厂物液位传感器时,需要考虑以下几个因素使用接触式传感器、非接触传感器?接触型重锤料位、导波雷达。非接触型超声波、激光,雷达。都需要一些场景限制。如选择不当,要么维护量大。要么达不到测量效果。例如电厂中的料位测量煤、灰在输送过程中料面形状为不规则性,在进料卸料过程中料面形状为凹凸状并带有大量粉尘。重锤物位计测量。(属于间歇式测量)不间断的利用重锤上下接触测量,精度低,经常出现埋锤断缆现象,维护量大。使用超声波或激光传感器的方法测量不稳定且测量不准。因为声音传播的速度在很大程度上取决于它传播的介质,导致声波测量穿过空气中的灰尘。而激光则需要可见性环境测量。电厂中煤、灰、水蒸汽,泡沫等恶劣工况是一直存在的,导致一些传感器测量失败。普通雷达料液位计胜任,煤、灰。水汽凝固、高粉尘粘结现象造成雷达天线堵塞,经常清理雷达天线粉尘否则不能工作。因为普通雷达发送频率低,波束较大,回...
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。
雷达物位计作为一种基于微波技术的非接触式测量工具,不仅在传统行业中巩固了其,还在新兴领域展现出巨大潜力。随着技术的不断进步和,雷达物位计的应用前景将更加广阔。
1.雷达物位计的工作原理
雷达物位计主要利用电磁波(通常为微波)的反射原理进行工作。当雷达装置发射出的微波脉冲遇到被测介质表面时会发生反射,雷达接收到反射波后,通过计算发射波与接收波之间的时间差或相位差,进而确定物位高度。根据雷达波传播方式的不同,雷达物位计可分为导波雷达(GWR)和非导波雷达(如时域反射法TDR和调频连续波FMCW)两大类。
2.技术特点与优势
非接触测量:雷达物位计无需直接接触介质,避免了测量元件的腐蚀和磨损,适用于高温、高压、有毒、易燃易爆等恶劣环境。
高精度与稳定性:微波穿透性强,几乎不受温度、压力、蒸汽、粉尘等因素影响,能提供稳定的高精度测量。
广泛适用性:无论是固体颗粒、粉末、液体还是浆料,甚至是界面测量,雷达物位计均能胜任,覆盖了从储罐、反应釜到料仓等多种容器类型。
易于安装与维护:非接触式设计简化了安装过程,减少了维护需求,降低了总体运营成本。
3.应用实例
电力与能源:在燃煤发电厂的灰库、脱硫塔等环节,雷达物位计用于监测粉煤灰、石膏浆液的物位,确保合规及设备正常运行。
食品饮料:在糖浆、酒精、油脂等存储罐中,雷达物位计因其卫生没污染的特性,成为测量工具,食品。
水及污水处理:雷达物位计在污水处理池、净水厂蓄水池等设施中,准确测量水位,优化水资源管理。
4.未来发展趋势
随着物联网(IoT)、大数据和人工智能技术的结合,雷达物位计正朝着更智能、更集成化的方向发展。智能算法的应用使得雷达物位计能够自我学和适应复杂工况,提供好的诊断和预测性维护服务。此外,小型化、低功耗设计以及远程无线通信技术的发展,也为雷达物位计在远程监控和无人值守站点的应用开辟了新的可能。
AJ602AA1AM/E雷达液位计生产厂商
雷达物位计工作原理:微波物位计工作方式类似雷达:向被测目标发射微波,由目标反射的回波返回发射器被接收,与发射波进行比较,确定目标存在并计算出发射器到目标的距离。
相关参数:工作电源:AC220V±10% 或 DC24V功耗: 5W 显示方式:光柱显示测量:≤±1% F·S传感器防护等级:IP65仪表工作环境温度: -40~45℃探工作(介质)温度: 普通型: -20~60℃中温型: -40~200℃ 高温型: -40~800℃介质压力: 压力型≤3MPa(其余型号为常压)传感器与二次仪表的连线及距离:距离 0.2S(根据具体使用情况而定)输出信号4~20mA精 度<0.1%通讯接口HART通讯协议过程连接G1-1/2法兰DN50,DN80,DN100,DN150过程压力-1~40bar电 源24VDC(±10%),纹波电压:1Vpp耗 电 量max22.5mA环境条件温度-40℃~+80℃防护等级IP68防爆等级EXiaIICT6电缆入口2个M20×1.5(电缆直径5--9mm)
昌晖仪表介绍一种由双法兰液位变送器和导波雷达液位计组成的真空制盐蒸发罐液位测量技术方案,本方案大程度克服生产中强腐蚀、结晶堵塞、真空、高温、泡沫等因素对仪表的影响,经制糖、海绵钛和制盐的真空蒸发室液位测量应用,明此真空蒸发室液位测量系统可长期、稳定和地运行。
真空制盐是当今世界普遍采用的现代化制盐方法,指卤水在不同真空压力状态下的蒸发罐中进行蒸发,逐级浓缩、结晶制盐的过程。制盐过程中核心工序是蒸发,生产中通过蒸发罐中液位变化计算水分蒸发量,并达到控制溶液浓度的目的。生产中,强腐蚀、结晶堵塞、真空、高温同时存在,导致制盐蒸发罐液位测量仪表损坏率高,生产自动化控制系统无法正常运行。论文将重点阐述真空制盐蒸发罐液位测量方法。
真空制盐蒸发工艺
真空蒸发技术起源于1812年英国糖厂的单效真空蒸发,1887年美国将此技术用于制盐,1940年开始应用于中国制盐行业。
图1 真空制盐流程图
蒸发是液体表面发生汽化或溶液部分汽化的现象,蒸发时液体不断吸收热量,温度越高蒸发越快,溶液沸腾时蒸发速度快。根据蒸发罐内压力,蒸发分为加压蒸发、常压蒸发或负压蒸发,在负压下的蒸发,我们称为真空蒸发。应用广的是采用强制循环真空蒸发器,如图2。
图2 强制循环真空蒸发器
制盐企业为提高竞争力,不断降低成本、提高产品质量,同时满足减排,就对蒸发工艺进行改进,提高自动化控制水平,使蒸发效率达到佳状态。
实行多效蒸发生产目的是为了多次重复利用二次蒸汽,以降低单位产品的能耗,有效节约能源。蒸汽利用的次数就是效数。蒸发效数越多,蒸汽用量越少,能耗越低,但效数增多,会增加设备成本。
真空制盐主要过程为蒸汽加热一效卤水,排出的二次蒸汽逐效加热下一效卤水。通过逐效蒸发,使盐浆增稠,稠料液去离心机脱水,即为盐。每一效蒸发的关键是控制盐浆的浓度,而盐浆有较强腐蚀性、容易结垢、粘结,浓度直接测量,通常是通过在封闭蒸发室中蒸发前后的液位比来间接控制盐浆浓度。所以制盐蒸发罐液位测量是真空制盐重要的参数。
真空制盐蒸发罐液位测量技术方案
1、原用方案分析
用人工监测液位的方式,提高产品质量和生产效率,人们逐渐用“摄像视频+雷达液位计”,实现自动化实时控制,如图3,应用脉冲雷达液位计连续测量旁通管中的液位。
图3 雷达液位计+窥镜液位测量法
此方案在实际应用中,因盐浆结垢,水平连通管、旁通管经常发生堵塞问题,造成旁通管内液位假象,需频繁停车,拆装法兰并清洗管道。蒸发中,盐浆在蒸发室内因搅拌产生大量的泡沫,使脉冲雷达液位计测量液位假象。人工清洗工作量大,生产成本高,液位测量不准,自动控制连续运行。
2、可长期运行的真空制盐蒸发罐液位测量技术方案
随着仪器仪表技术的发展,市场上已出现真空的液位变送器以及管道清洗技术,为真空制盐蒸发液位监测提供了新思路。在设计、应用中,建议液位监测采用“法兰差压变送器+导波雷达液位计+窥镜”三重组合冗余方案,确保测量的准确性、性、性。设计与安装方案,如图4。
图4 真空制盐蒸发罐液位测量双法兰液位变送器+导波雷达液位计+窥镜液位监测方案
①方案设计说明
a、蒸发室与旁通管间的连接管,从水平改为斜角,角度控制在20°左右,延长结垢清洗周期;
b、在连通管上安装冲洗环和截止阀,可定期自动清洗;
c、在旁通管面部安装雷达液位计;
d、在旁通管另一侧安装20°斜角的法兰短管,再安装双法兰液位变送器,用于液位直接测量。同时在法兰之间加装冲洗环(结构如图5),冲洗环上配置冲洗用截止阀,可定期清洗;
图5 清洗环结构示意图
e、在旁通管底部可加装一个清洗阀门,大修时可以使用;
f、在蒸发室面部,仍安装采光窗和视频摄像窗;
g、旁通管内径建议在300mm以上,由于蒸发液位较高,毛细管较长,建议采用DN80法兰。
②方案优势
a、双法兰液位变送器可直接测量液位,消除蒸发过程中搅拌产生的泡沫对雷达测量产生的误差,提高测量精度和产品质量;
b、能连续准确测量液位,为生产过程实现自动化控制提供依据;
c、雷达液位计与双法兰液位变送器组合,实现冗余监控,提高自动化控制系统性;
d、倾斜的连接管、法兰短管,可以减少沉淀结垢物的堆积,也便于冲洗;
e、配置冲洗环与截止阀相连,好是电动截止阀,用程序控制,定期对连接管、法兰、旁通管进行清洗,减少管道结垢堵塞的问题,提高设备维护效率, 降低维护成本;
f、保留窥镜,配置视频窗口,以便观察、巡视。
真空制盐蒸发罐液位测量仪表选择与配置
根据上述设计方案,还需配置合适的仪表,才能确保装置正常运行。
1、雷达液位计的选择
在制盐真空蒸发中,卤水因搅拌产生的较厚泡沫,会对脉冲雷达液位计造成干扰,应选用缆式导波雷达液位计,以此测量的性和测量精度。
2、双法兰液位变送器的选择
真空制盐蒸发工段,介质具有腐蚀性、易结晶沉淀,而且环境存在腐蚀性气体,选择双法兰液位变送器时,考虑以下因素:
①双法兰液位变送器的法兰膜片材质建议选择钽材。
②双法兰液位变送器壳体材质可选择316不锈钢。
③冲洗环可选择316L。为结晶颗粒较大,不易排出,建议冲洗孔选择1/2NPT。
④变送器类型选择:真空制盐蒸发器的高度通常在6m以上,属于密封容器,根据方案应选择通径DN80以上的带测量筒的双法液位兰变送器。常见多效真空蒸发,在Ⅰ效、Ⅱ效工作为正压,Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效为负压。根据操作压力,Ⅰ效、Ⅱ效可选择标准的双法兰液位变送器,而Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效蒸发器,需选择专门为真空环境定制生产的双法兰液位变送器。
根据上述条件,各效蒸发罐液位测量所用双法兰液位变送器选型基本要求可参考表1。
表1 各效蒸发器液位测量所用双法兰液位变送器设计选型基本要求
以上设计安装方案,已在制盐、制糖、海绵钛产业中得到成功试用,充分明此方案可有效解决真空蒸发中因泡沫、结晶、真空、强腐蚀产生的液位测量难题。
其他建议
真空制盐,一般采用差压变送器配合孔板节流装置测量蒸汽、卤水和盐液流量。近年来,许多厂家应用电磁流量计测量盐液流量。但环境对碳钢法兰造成了严重的腐蚀,导致内衬PTFE发生变形损坏。因此,昌晖仪表建议选择的电磁流量计内衬PTFE材质,并要求法兰为316L材质。
雷达物位计优良性能满足不同测量需求及安装注意事项:
雷达物位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计,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,雷达液位计的部分脉冲被反射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,导波雷达物位计生产厂家,经计算得出液位高度。
一、雷达物位计产品说明:
雷达物位计应用于固体,弱粉尘或结晶、结露场合的料位测量,频率26GHz,zui大测量范围30米。因其发射频率高、波长更短、发射角度小、盲区小、天线尺寸小等特点,所以便于现场安装、抗干扰能力强,对于粉料、颗粒等物位的测量效果更佳,zui大限度的增加了雷达的测量范围,对于小罐体和罐体的测量有了的适应性。
雷达物位计具有低维护,高性能、高精度、高性,使用寿命长等优点。在与电容,重锤等接触式仪表相比较,具有无可比拟的性。微波信号的传输不受大气的影响,所以它可以满足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。该产品适用于高温、高压、真空、蒸汽、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境。可对不同料位进行连续测量。雷达物位计主要技术达到或优于国内外同类产品,且安装调试简便,可以单台使用,也可组网使用,可广泛应用于冶金、建材、能源、石化、水利、粮食等行业。
二、雷达液位计为什么要设置介电常数:
在使用雷达液位计之前,先要给它设置介电常数,但其实并不是的雷达液位计都需要设置介电常数以后才能够使用,只是设置介电常数之后,在使用中能够 的为测量工作服务。介电常数能够影响到雷达液位计的使用,它的影响主要体现在两个方面,一方面是能够影戏介质对电磁波的吸收率,电磁波的吸收率越高就说明雷达液位 计的性能越好;另一方面是电磁波在穿过介质时的波长会发生相应的改变。
在为雷达液位计设置介电参数时,要根据多种不同的因素来设置,包括结构的不同、型号的不同、用途的不同等,而 有些雷达液位计需要根据灵敏度来设置。在测量有些物质时,增加一个介电常数可以大大减少运算量,可见为雷达液位计设置参数还是有必要的。有些雷达液位计确实不需要设置介电常数,但也是少数介质的测量之中,如果想要将雷达液位计的使用优势体现出来,还是要按照正确的方法来使用雷达液位计。我公司生产各种不同类型的液位计,型号多样,可以充分满足人们的测量需求
三、雷达物位计测量原理:
雷达物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绳传播,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。
四、雷达液位计安装要求:
1.推荐距离(1)墙至安装短管的外壁。
2.离罐壁为罐直径1/6处,zui小距离为200mm。
3.不能安装在入料口的上方。
4.如果不能保持仪表与罐壁的距离,罐壁上的介质会黏附造成虚假回波,雷达物位计在调试仪表的时候应该进行虚假回波存储。
5.测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算,但在情况下,若罐低为凹型或锥形,当物位低于此点时无法进行测量。雷达物位计若介质为低介电常数当其处于低液位时,罐低可见,此时为测量精度,建议将零点定在低高度为C的位置。理论上测量达到天线尖端的位置是可能的,但是考虑到腐蚀及粘附的影响,测量范围的终值应距离天线的尖端至少100mm。
导波雷达液位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计,采用高频振荡器作为电磁脉冲发生体,发射电磁脉冲,沿导波缆或导波杆向下传播,当遇到被测介质表面时,雷达液位计的部分电磁脉冲被反射回来,形成回波。并沿相同路径返回到脉冲发射装置,通过测量发射波与反射波的运行时间,经 t=2d/c 公式,计算得出液位高度。
根据图(a)所示,导波雷达液位计发射电磁脉冲时,在通过导波缆顶部的时候,由于距发射端较近,会产生一个虚假回波,可通过滤除虚假回波,来消除干扰。电磁脉冲沿导波缆向下传播时,当信号到达被测介质表面时,回波一部分会被反射,并在回波曲线上产生一个阶跃性变化。另外一部分信号仍然会继续向下传播,直到损耗在不断发射中。液位计通过检测出液位回波和顶部发射回波之间的时间差,根据这个时间差,经过智能化信号处理器,进行计算就可以得到液位的高度。
从图(b)可以看出,在空罐的时候,没有液位就不会检测到液位回波信号,但是顶部虚假回波同样会存在,电磁脉冲传输到导波缆的底部,罐底会产生一个回波。假如罐体内有两种不相溶的介质,由于密度不同,两种介质会分为上下两层。如果且这两种介质的介电常数相差大,那么就可以通过回波信号的不同来判断两种介质的界面,进而计算出两种介质的高度以及界面的高度。由于电磁脉冲是通过导波缆向下传播,信号衰减比较小,因而可以测量低介电常数的介质。一般情况下被测介质的相对介电常数越大,反射回来的脉冲信号就越强。也就更容易区分出虚假回波。更容易得到真实液位。比如水比甲醇更容易测量。
介质的相对介电常数是表征介质化的一个物理量,它是由介质本身的属性决定的。因此,介质不同,相对介电常数也不同。被测介质的介电常数大小直接影响高频脉冲信号的反射率。当电磁脉冲到达介质表面时,电磁波会发生反射和折射。相对介电常数越大,则反射的损耗越小,相反相对介电常数越小,则发射的损耗越大,信号衰减的越严重。当被测介质的电导率大于10mS/cm,则会反射回来,即回波信号越强。由于过小的相对介电常数会导致信号度衰减。因而每一种导波雷达液位计都具有一项小相对介电常数,确保雷达液位计能够正常使用。不同公司的导波雷达液位计在结构设计上不同,对小相对介电常数的要求也不同。