SDUAC-S60-L雷达料位计便宜的
智能诊断与预测性维护功能
现代传感器集成自诊断系统，实时监测天线污染、电子元件老化等状态。信号质量指数（SQI）低于70%时触发维护警报，某粮油企业应用后故障停机减少60%。温度漂移补偿算法使长期稳定性达0.01%/年。最新边缘计算功能可在本地完成95%的数据处理，仅上传关键参数降低带宽需求。通过分析历史回波曲线变化趋势，能提前2周预测介质特性改变导致的测量偏差。
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。
——Shenzhen Jiwei Automations Ltd.——
百 · 科
雷达物位计作为一种的非接触式物位测量仪表，其工作原理基于电磁波的传播和反射特性。
本文将详细介绍计为Rada-11雷达物位计的工作原理，包括发射雷达波束、波束与物体互作、检测反射波时间、计算物位高度、显示输出结果等方面，并探讨其在多种应用环境中的表现以及高测量准确度的特点。
Rada-11雷达物位计
一、发射雷达波束
计为Rada-11雷达物位计通过内置的发射器向目标物体发射高频雷达波束。
这些波束通常以脉冲或连续波的形式发射，具有特定的频率和波形。
发射的雷达波束在空间中传播，直到遇到目标物体。
二、波束与物体互作
当雷达波束遇到目标物体时，部分波束能量会被物体表面反射回来。
反射的波束能量取决于物体的材质、形状、大小以及表面特性等因素。
物体的不同特性会对反射波束产生不同的影响，这也是雷达物位计能够区分不同物体的关键。
当雷达波束遇到目标物体时，
部分波束能量会被物体表面反射回来
三、检测反射波时间
雷达物位计通过内置的接收器检测反射回来的波束。
接收器会记录从发射波束到接收反射波束的时间差。
这个时间差与雷达波束的传播速度（即光速）相乘，可以得到雷达波束与目标物体之间的距离。
四、计算物位高度
基于接收到的反射波时间，雷达物位计可以计算出目标物体的距离。
在物位测量中，这个距离即为物位高度。
通过一定的算法和数据处理，雷达物位计可以将这个距离转换为实际的物位高度值。
基于接收到的反射波时间，
雷达物位计可以计算出目标物体的距离
五、显示输出结果
雷达物位计通常配备有显示模块或通讯接口，用于将计算得到的物位高度值进行显示或输出。
用户可以通过显示模块直接查看当前的物位高度，也可以通过通讯接口将数输到上位机或控制系统进行进一步处理和分析。
六、多种应用环境
计为Rada-11雷达物位计凭借其的性能，适用于多种应用环境。
无论是室内还是室外，无论是液体还是固体物料，雷达物位计提供的物位测量解决方案。
同时，雷达物位计还具有一定的抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境中正常工作。
Rada-11雷达物位计凭借其的性能，
适用于多种应用环境
七、测量准确度高
雷达物位计的测量准确度高，通常可以达到毫米级甚至更高的精度。
这得益于其采用的高频雷达波束和的信号处理技术。
高频雷达波束具有较短的波长和较好的穿透能力，能够更准确地测量物体的距离和高度。
同时，计为Rada-11雷达物位计还采用了一系列算法和校正方法，以消除环境因素和干扰对测量结果的影响，从而提高测量准确度。
计为Rada-11雷达物位计还采用
了一系列算法和校正方法，以消除
环境因素和干扰对测量结果
的影响，从而提高测量准确度
八、原理总结
综上所述，雷达物位计通过发射雷达波束、检测反射波时间、计算物位高度等步骤实现对目标物体的非接触式测量。
其工作原理简单明了，同时具有较高的测量准确度和广泛的应用范围。
在实际应用中，雷达物位计已成为许多行业进行物位测量的重要工具之一。
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雷达物位计属于通用型雷达液位计，它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。探头发出高频脉冲在空间以光速传播，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。
测量方法:
雷达物位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返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至少100mm。对于过溢保护，可定义一段雷达液位计距离附加在盲区上。小测量范围与天线有关。随浓度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以将其反射，但在一定的条件下是可以进行测量的。回到脉冲发射装置。
测量原理:
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，经计算得出液位高度。
雷达物位计的维护:
雷达液位计主要由电子元件和天线构成，无可动部件，在使用中的故障少使用中偶尔遇到的问题是，贮槽中有些易挥发的有机物会在雷达液位计的喇叭口或天线上结晶，对它们只要定期检査和清理即可，维护量少。
在日常维护中，可以用PC机远程观察反射波曲线图，对于后来可能新产生的干扰波，可以利用液位计有识别虚假波的功能，除去这些干扰反射波的影响，准确测量。
目前，海上平台常用的液位测量仪表主要有导波雷达液位计、喇叭口雷达液位计等几种测量方法。每种测量方法价格差异较大，且都有一定的适用范围和条件。其中一些仪表虽然本身适用粘度范围有限，但是经过处理或者设计后，也可以获得更广泛的适用粘度范围，从而避免了选择价格更高的测量仪表。通过对海上平台常用液位测量仪表进行详细研究，通过合理化选型，一方面实现了佳的测量效果，另一方面有效地减少了工程投资。
1、导波雷达液位计
导波雷达也称时域反射或微功率脉冲雷达，安装在储罐或旁通管的顶部，有杆式和缆式两种形式，考虑到受罐顶安装空间的限制，海洋平台一般选用导波缆配重锤的形式。低能脉冲微波以光速沿导波杆/缆向下发送，在导波杆/缆与液位（空气/液体界面）的交点处，有相当大比例的微波能量通过导波杆/缆反射回变送器，变送器对发射信号和接收的回波信号之间的时间差进行测量，然后板载微处理器利用公式:距离=（光速×时间差）/2，即可实现对液面上方高度进行计算，从而得出罐内液位值。
导波雷达液位计通过在导波杆/缆上进行涂层处理，通过软件滤除油膜覆盖造成的干扰的方式，部分产品可以实现8000cp及以内粘度范围总液位的测量。在粘度较大工况下，不建议使用导波管进行限位。
优点:对波动较大介质的测量更稳定，不受介电常数高低的限制，信号相对稳定。
缺点:安装维护不太方便，有时需要在罐体加装导波管。
2、喇叭口雷达液位计
喇叭口雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面照射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测出发射波及回波的时差，从而计算出液面高度。由于喇叭口雷达天线与被测介质互不接触，所以可以有效避免高粘工况对测量的影响，理论上不受介质粘度的影响。
优点:精度较高，采用非接触式测量，不受介质粘度的限制，体积较小，安装方便。
缺点:天线容易沾上测量介质、结晶或水蒸气，需要进行定期检查和清理。为避免漂浮物影响测量结果，需要在罐体加装导波管。
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一、夹套侧浮筒导波雷达液位计--产品概述:
江苏润仪生产的夹套侧浮筒导波雷达液位计具有低维护，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*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。该仪器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、夹套侧浮筒导波雷达液位计--产品主要技术参数:
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:-0.1~2MPa
精 度:±3mm
频率范围: 100MHZ-1.8GHZ
防爆等级:Exib IIC T6 Gb
防护等级:IP67
信号输出:4—20mA/HART（两线）
三、产品优点:
1.可以测量介电常数大于等于1.4的介质。
2.一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。
3.杆式雷达量程可以达到6米。
4.对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。
5.对于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精度。
四、产品测量原理:
产品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。
五、产品输入:
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
六、产品输出:
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。
七、产品测量范围:
F---- 测量范围
E---- 空罐距离
B---- 顶部盲区
K---- 探头到罐壁的距离
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有效测量距离。
八、产品安装位置:
1.尽量远离出料口和进料口。
2.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。
3.建议安装在料仓直径的1/4处。
4.缆式探头或杆式探头离罐壁距离不小于30厘米。
5.探头底部距罐底大约30mm。
6.探头距罐内障碍物距离不小于200mm。
7.如果容器底部是锥型的，传感器可以安装
8.罐顶，这样可以一直测量到罐底。
十、产品安装图:
图一（安装指南）
图二（导波管）
主营产品:
超声波液位计 Endress+Hauser仪表 E+H电磁流量计 E+H压力变送器 E+H超声波液位计 横河EJA压力变送器 YOKOGAWA仪表 横河电磁流量计 横河涡街流量计 E+H恩德斯豪斯仪表 西门子压力变送器 西门子超声波液位计 西门子电磁流量计 西门子温度变送器 西门子阀门定位器 和利时DCS模块卡件 KROHNE科隆仪表 贺德克HYDAC液压产品 Fisher费希尔阀门 磁翻板液位计
一、工作原理
JK系列智能雷达液位计是嘉可仪表推出的新一代高性能物（液）位测量解决方案产品。雷达液位计采样方式为非接触式，通过天线系统发射、接收能量很低的微波脉冲，雷达接收到微波脉冲并将其传输给处置电路，处置电路通过智能化的软件识别出正确的回波，距离被测物表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比:
D = C *T/2
其中C为光速，因安装高度（雷达天线到0参考点的距离）E已知，则物（液）位L为:L=E-D
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。
二、智能雷达液位计产品特点
1、不受温度、压力等外界环境影响；
2、波束小，能量集中，抗干扰能力强，度高；
3、系统设计采用工业级标准芯片，稳定性高，工作温度范围宽；
4、128*64点阵图形液晶，可同时显示水位、流量、累计流量和系统时间；
5、RS485通信接口，可实现数据的远距离传输；
6、软件设计智能化，有多种标准渠型可选，还可对非标准的水槽进行现场组态；
7、集成了温度补偿电路，可消除温度对测量数据的不良影响；
8、精度高、稳定性好；
9、低功耗；
10、主控制器和传感器采用分体式设计，并可按照现场环境改换不同量程的传感器；
11、结构、安装便捷；
12、防潮、防尘、防绣蚀；
13、防雷击、防射频干扰；
三、适用范围
1、水文测量与监控
2、城市及供水系统
3、循环水及污水处置系统
4、工业现场液位、流量的测量与控制