RDAR850K雷达液位计质量好的
液体储罐的高精度监测方案
相比超声波仪表,雷达料位计不受蒸汽、真空或压力(10MPa)影响。某原油储罐应用显示,26GHz雷达在ε=2.1介质中保持±3mm精度。两线制设计功耗<4mA,满足本安防爆要求(Ex ia IIC T6)。最新智能算法通过多点平均抑制液面波动,使动态误差降低80%。导波雷达(GWR)利用探杆穿透泡沫层,真实液位检出率>99%,特别适用于发酵罐等复杂工况。
1、液位传感器测量原理
导波雷达液位传感器利用时差实现液位测量,运用TDR(时域反射)原理,通过探头反射波和液位反射波之间的时间差来测量液位。
导波雷达液位传感器采用发射-反射-接收的方式,首先发射一个高频电磁波,电磁波会沿同轴线缆传播到法兰处,产生一个回波(顶部回波);然后电磁波继续沿导波杆传播,当电磁波碰到液面后,由于介电常数发生突变,会产生另一个回波(物位回波),两个反射波都被设备接收。通过检测出的两个回波的时间差,即可计算出液面高度。
顶部回波和物位回波的时间差一般在10ns以内,若通过直接测量时间差来计算液位,则达到毫米级别的精度所需的时间测量精度以及采样、处理的速度要达到皮秒量级。数字计数或实时采样等传统时间测量方式很难达到如此高的要求,为此采用等效时间采样的方法。
等效时间采样是指对频率很高的周期性或者准周期性被采样信号,以较慢的采样频率捕获被采样信号的样本,然后按照一定规律重新组合,得到与原信号相似的波形,从而实现通过较低的实时采样速率获得较高的等效采样速率。对乏燃料池的液位来说,毫秒级别内的液位变化是很小的,所以可以将乏燃料池的液位回波信号看为准周期性重复信号,也就适用于等效时间采样法。
2、液位变送器工作原理
液位变送器的主要功能是产生雷达波,并对返回的雷达波进行分析处理,得到液位数据并将其变送为4~20mA信号。脉冲发射控制电路以440kHz左右的频率发射脉冲波,脉冲波通过同轴线缆向外传输,经过法兰和液面时,各返回一个回波。脉冲采样控制电路会按照等效时间采样原理,以每个周期加ΔT的间隔控制高速采样门的开启,实现对回波信号的采样,通过放大电路对信号进行放大,得到液位信息。液位信息经4~20mA变送模块转换为供电回路的电流值,此电流值与液位高度保持线性关系。LOOP供电处理模块负责为整个系统提供电能,整个系统耗电流低于3.5mA。
由以上描述可知,变送器的采样密度是由ΔT决定的,ΔT的时间长短和度直接决定了液位信息的分辨率和精度。因此,变送器的核心部件是脉冲发射、接收时间差校准模块,此模块的采样精度决定了液位测量回路的精度。
图:导波雷达液位变送器产品图片 表:产品分类及头部企业 表:导波雷达液位变送器产业链 表:导波雷达液位变送器厂商产地分布及产品覆盖领域 表:导波雷达液位变送器主要生产商销量排名及市场占比2021 表:TOP 5 企业产量占比 图:导波雷达液位变送器下游行业分布(2020-2021) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 图:中国市场导波雷达液位变送器下游行业分布(2020-2021) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 表:销量及增长率变化趋势(2017-2027) 图:销量及增长率(2017-2027) 表:导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率(2017-2027) 图:导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率(2017-2027) 图:各类型导波雷达液位变送器产量(2017-2027) 图:各类型导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 表:导波雷达液位变送器主要生产商销量(2019-2021) 表:导波雷达液位变送器主要生产商销量占比(2019-2021) 图:导波雷达液位变送器主要生产商销量占比(2020-2021) 表:主要生产商导波雷达液位变送器销售额(2019-2021) 表:主要生产商导波雷达液位变送器销售额占比(2019-2021) 图:主要生产商导波雷达液位变送器销售额占比(2020-2021) 表:主要地区导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 图:主要地区导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 表:美国市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:美国导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:欧洲市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:欧洲导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:日本市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:日本导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:东南亚市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:东南亚导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:印度市场导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 图:印度导波雷达液位变送器产量及增长率(2017-2027) 表:主要地区导波雷达液位变送器销量占比 图:主要地区导波雷达液位变送器销量占比 表:美国市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:美国导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:美国市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:美国导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:欧洲市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:欧洲导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:欧洲市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:欧洲导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:日本市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:日本导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:日本市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:日本导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:东南亚市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:东南亚导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:东南亚市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:东南亚导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:印度市场导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 图:印度导波雷达液位变送器销量及增长率(2017-2027) 表:印度市场导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 图:印度导波雷达液位变送器销售额及增长率(2017-2027) 表:导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率(2017-2027) 图:中国导波雷达液位变送器产能、产量、产能利用率及发展趋势(2017-2027) 图:中国各类型导波雷达液位变送器产量(2017-2027) 图:中国各类型导波雷达液位变送器产量占比(2017-2027) 表:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销量(2016-2020) 图:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销量占比 (2020-2021) 表:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销量占比(2020-2021) 图:中国市场导波雷达液位变送器主要生产商销售额占比 (2020-2021) 表:中国主要导波雷达液位变送器生产商产品价格及市场占比 2021 表:中国导波雷达液位变送器销量Top5厂商销量占比 (2016-2020) 表:中国导波雷达液位变送器市场进出口量(2017-2027) 表:Siemens 导波雷达液位变送器企业概况 表:Siemens 导波雷达液位变送器产品介绍 表:Siemens 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:CRPTankSpecialties 导波雷达液位变送器企业概况 表:CRPTankSpecialties 导波雷达液位变送器产品介绍 表:CRPTankSpecialties 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:Krohne 导波雷达液位变送器企业概况 表:Krohne 导波雷达液位变送器产品介绍 表:Krohne 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:SchneiderElectric 导波雷达液位变送器企业概况 表:SchneiderElectric 导波雷达液位变送器产品介绍 表:SchneiderElectric 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:AmetekDrexelbrook 导波雷达液位变送器企业概况 表:AmetekDrexelbrook 导波雷达液位变送器产品介绍 表:AmetekDrexelbrook 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:BlissAnand 导波雷达液位变送器企业概况 表:BlissAnand 导波雷达液位变送器产品介绍 表:BlissAnand 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:UWT 导波雷达液位变送器企业概况 表:UWT 导波雷达液位变送器产品介绍 表:UWT 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021) 表:Sitron 导波雷达液位变送器企业概况 表:Sitron 导波雷达液位变送器产品介绍 表:Sitron 导波雷达液位变送器销量、销售额及价格(2017-2021)
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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。
反射的脉冲信号沿缆绳传导到仪表电子线路部分,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
通过输入空罐高E(=零点),满罐高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。
液体及固体测量,复杂过程条件。
参数: 工作频率:6.8GHZ
测量范围:缆式:0-30m;杆式、同轴式:0-6m
重复性:±3mm
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:<0.1%
通讯接口: HART 通讯协议
过程连接: G1½A/G2A/1½NPT
法兰DN50,DN80,DN100,DN150
过程压力: -1-40bar
电源: 电源:24VDC(±10%),纹波电压:1Vpp 耗电量:max 22.5mA
环境条件: 温度-40℃~+80℃
防爆/防护等级: EXiaIICT6/IP68
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(电缆直径5--9mm)
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。
底部盲区是指缆绳底部附近无法测量的一段距离。
顶部盲区和底部盲区之间是测量距离。
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。
订货需知:
为了能好的为您提供服务,请您根据您的实际情况,参照选型指南(未尽事项,请来电咨询),慎重选择适合您具体需求的产品。当您了解您的需求和我们产品的基本属性后,可根据设计要求和现场情况正确选用仪表并按完整的产品规格代码定货。
按设计和使用要求未能选出适当的仪表时,请提出问题和要求,我们的人员将协助您选型或为您设计制造的产品,请提供下列资料:工作压力、工作温度、介质名称、对材料的要求等。
罗斯蒙特 3300 在众多应用领域中,提供且的液位。 凭借高灵敏度和信号处理性能的导波雷达技术,罗斯蒙特 3300 系列通过一个变送器便能同时进行液位和界面两种测量。 3300 系列现推出一系列型导波杆,设计用于即使在恶劣的过程环境下也能进行测量。 二线制连接确保了安装简便经济。 其特点包括:
高温和高压导波杆 用于要求高的液位测量领域。
多样的导波杆几乎可满足应用领域的需求。
多变量、环路供电的液位和界面变送器可减少储罐穿孔数目,并节省安装成本。
直接液位测量无需对温度、压力、密度、介电性能或导电性能的变化进行补偿。
简便易用的雷达组态工具使得设置简单,并通过波形图和记录工具提供诊断。
几乎不受粉尘、蒸汽、干扰物的影响。
坚固的模块化结构降低了运行成本,提高了性。
易于集成于现有设备中。
外形尺寸图
导波雷达液位计是接触式物位测量,采用时域反射技术(TDR)电子单元发射微波脉冲沿着导波杆(缆)传播,当接触被测介质时,产生反射信号由电子部件接收,计算发射到接收的间隔时间,转换为被测介质的距离。导波雷达液位计测量原理如图1所示。通过测量发射脉冲与反射脉冲的时间差,并通过以下公式即可计算出被测物质到仪表法兰的距离:2D=Ct (1)
式中:C为光速;T为发射脉冲与反射脉冲时间差;D为空间距离。
根据设定的满罐和空罐位置,通过以下公式即可计算出物料高度并输出4~20mA电流:
物料高度:L=E-D(2)
输出电流:Io=4+L×16/E (3)
式中:L为物料高度;E为量程。
导波雷达液位计适合测量液/液界面,如油水界面,油与水、油与酸、低介电的有机溶剂(甲苯、苯、环己烷、己烷、松节油和二甲苯)和水或酸。测量液/液界面应注意以下几点:
(1)介电常数较低的介质位于上部。
(2)两种液体的介电差异不低于10。
(3)上层介质的介电常数是已知的,该参数可在现场确定。
(4)上层介质的大厚度取决于其介电常数。
(5)上层介电常数下限<3,下层介电常数上限>20。
(6)可同时进行液位测量和界面测量。
导波雷达液位计可用在几何尺寸小的容器,也可用在旁通管和各种尺寸的储罐,适用于测量多种粉尘和谷物等。导波雷达液位计测量特性:
(1)无可活动机械部件,维护成本低。
(2)安装方便,支持罐顶安装或旁路管顶部安装。
(3)适用于液面、界面和粉末状或小颗粒状固料的物位测量。
(4)不受介质密度和pH值等物理参数变化的影响且无需进行补偿。
(5)适用于高温、低温、蒸汽和高压场合。
导波雷达液位计使用过程中微波沿导波管向下传导,尽量避免导波杆周围出现金属干扰或物料堆积的情况发生。导波雷达有的诊断功能,具有检测导波杆聚积物的能力。导波雷达液位计的结构由3个部件组成,即雷达变送器、过程密封件和导波杆。过程密封件和导波杆使得低能脉冲微波以光速沿其向下发送,在导波杆与物位(气/物、气/液或液/液界面)的交点通过导波杆被反射回雷达变送器。雷达变送器接收导波杆的测量信号,然后对这些信号进行处理并提供稳定的输出信号。
嘉可仪表JK系列雷达液位计种类,主要有缆绳式导波雷达液位计、杆式导波雷达液位计、喇叭口天线型雷达液位计、防腐四氟型雷达液位计、水滴型天线雷达液位计、卫生型平板雷达液位计、PFA桶天线雷达液位计、水利雷达液位计、高温型雷达液位计、高频雷达液位计、调频波FMCW型雷达液位计等。
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。