7ML54231AA003AA1导波雷达物位计厂家报价
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。
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1、曲其森 2014年11月9日,导波雷达液位计基本介绍,塔北项目部开发作业部,汇 报 提 纲,一、设备概述,规格型号:TRD33-IBFPSMAVB-L3600 技术参数: 电源:24VDC 输出信号:4-20mA 环境温度:-40-70 工作压力:0-4MPa 通讯接口:HART通讯协议 生产厂家:中环天仪股份有限公司,罗斯蒙特导波雷达液位计是一种智能型液位计,由于其设计合理且适应性强而被广泛应用于炼油化工企业。这种液位计有多种规格形式,主要分为导波杆式、缆绳式两种,一、设备概述,杆式和缆式的区别,汇 报 提 纲,二、结构及工作原理,导波杆长1000mm(即表头法兰距导波杆末端的距离),正压取
2、压口距离导波杆末端100mm,正压取压口距离负压取压口600mm,负压取压口距离表头法兰300mm,1、基本结构,二、结构及工作原理,2、工作原理,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,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,二、结构及工作原理,2、工作原理,即电磁波由雷达液位变送器天线发射,通过导波体向下传递,到达被测介质表面反射后,再被变送器天线接收。电磁波从发射到接收的时间与到达物位的距离成正比,其关系如下: D=CT/2 式中: D天线到液位的距离; C电磁波传播速度; T电磁波运行时间。 因空罐的距离E已知,则液位L为:L=E-D,汇 报 提 纲,三、设备使用的优缺点,汇 报 提 纲,四、运行维护重点注意事项,检查灌顶雷达液位计的油位满高设定值与PLC程序中液位设定值是否一致; 要检查雷达液位计自身显示是否有问题,通过计算,如果核对油罐即时液位值所输出的即时电流值不准确,就说明雷达液位计本身是存在问题的,就要对其进行其他内部参数设定进行深层次的检查; 检查信号传输线是否有问题,汇 报 提 纲,五、常见故障判断及处理措施,汇报结束, 敬请各位领导批评指导
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。
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在香料生产的关键环节中,香精储罐的液位测量对于保障生产流程的稳定、产品质量的均一以及生产。雷达液位计作为一种的液位测量技术,凭借其的优势,在香精储罐液位测量领域展现出的性能。香精,作为赋予产品特定香气的关键成分,其生产过程涉及多种香料的混合与调配。香精通常具有高价值......
工业环境中的抗干扰设计
工业现场存在蒸汽、粉尘等干扰因素,雷达传感器通过频率调制(FMCW)和数字滤波技术增强信噪比。某水泥厂应用案例表明,80GHz传感器在粉尘浓度100g/m³时仍保持检测,而26GHz型号已出现信号衰减。双雷达互补系统可消除搅拌器叶片造成的虚假回波,检测准确率提升至99.5%。自适应算法能自动识别并屏蔽固定障碍物(如扶梯)的干扰反射,安装灵活性提高30%。EMC设计满足工业4级标准,可抵抗1kV/1MHz高频干扰。
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VEGA导波雷达液位计 VEGAFLEX 81,TDR传感器。绳型、棒型或同轴型传感器。在有蒸汽、有附着物、会发泡或有冷凝物的应用场合,该传感器也能提供准确的测量值 -哪怕是在立管或旁路管中也是如此。VEGAFLEX 81 是用于测量液体介质物位和界面的Ass。导航操作能简易,省时并地完成启用,可截短测量电标准简易,确保计划的*大灵活性。测量精度 2 mm,量程距离 75m,法兰连接:=> DN25,过程压力 -1 ... 40bar。不导电的介质只能部分反射微波能量。不被反射的能量穿越介质,在与第二种液体的相位边界得到反射。此效应被用于分离层测量。您可以很方便地在VEGAFLEX 上通过操作工具来选择此项功能。
当近距离观察时,一个在工厂车间里看似像完整系统的东西很少是一个整体:每一套生产设备的背后都隐藏着来自不同制造商的机械、电气、电子和软件组件。一台机器或整个系统的维修或维护效率在很大程度上取决于所需数据的可用速度。是否在资料堆中的文件夹内费力地找寻文件?作为该联盟(简称DDCC)的创始人之一,物位和压力测量仪表制造商 VEGA 与过程自动化领域的zhiming企业共同开发出新型“DIN SPEC91406”。如果该联盟的计划得以成功实施,那么,传统意义上的铭牌很快就会被废除。转换后,公司里的每个员工都拥有相同的*新数据,可以做出正确和合理的决策。
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VEGA雷达液位计VEGAPULS61 PS61.XXAGPHKMXX
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本公司是国内有名的自动化仪器仪表供应商。针对市场上现有的备件、自动化产品价格偏高、采购渠道不畅等问题,通过多年的努力,公司以雄厚的技术实力和良好信誉,与多家世界有名欧、美等工控产品厂商建立了长期稳定的技术和商务合作关系,为客户大大减低采购成本,提供原装。我们的优势供应产品:HEIDENHAIN海德汉、BECKHOFF倍福、E+Hliuliang计、罗斯蒙特ROSEMOUNTliuliang计、西克SICK传感器、倍加福P+F传感器、REXROTH力士乐、AB模块、艾默生EMERSONliuliang计、MTS位移传感器、VEGA液位计、KRACHT齿轮泵、图尔克TURCK传感器、皮尔磁PILZ继电器、易福门IFM传感器。
威格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。对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力,测量不受影响。威格导波雷达液位计常见故障案例分析与处理——测量数据无变化,拉直线:检查导波雷达液位计的参数设置,并查看回波曲线,发现无回波。将装置抽出,检查钢缆表面是否有异物附着,钢缆与底部重锤、钢缆与顶部连杆是否松动,导波筒内壁是否有杂物,四氟聚乙烯挡片是否脱落,发现钢缆与顶部连杆存在松动情况,导致导波头接收不到返回的信号,无法进行液位计算,是此次测量失败的主要原因。紧固并回装上电,曲线恢复正常。钢缆与顶部连杆安装松动,回波信号无法正常回传至导波头,影响液位测量。
VEGA导波雷达液位计。无论是在工业生产还是在日常生活中,对于液位测量如河流和湖泊水箱测量等,是在工业生产领域,水平测量具有ue的重要作用。在油田、化工等领域已广泛应用液位计来测量液位,可以掌握实际的液位值水平,从而生产的运行为经济核算提供依据。在当前水平测量中,测量精度是*重要的,无论是小型集装箱、大型油罐还是河湖水库。使测量误差很小的液位,也会造成很大的误差的容量值。tigao液位测量系统中液位测量的精度是重要的。导波雷达液位计的设计,包括同轴电缆的机械部分和同轴导波探头,用作液位传感器使用。同轴电缆用于连接导波电路和同轴波雷达液位计波导杆,通过调节同轴电缆的长度,可以安装在液位计上远离水箱,方便工作人员液位监测;同轴导杆安装在波浪顶部的液体槽中插入待测液体中,末端到槽底,用于测量液面高度。
工业生产过程要求液位测量仪表应满足多功能、智能化、、精度高、免维护等要求,磁致伸缩液位计、导波雷达物位计和差压变送器均适用于液位测量,昌晖仪表结合这三种仪表在火电厂的应用,对差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计性能原理与液位测量应用现状作一对比。
1、工作原理
①磁致伸缩式液位计工作原理
如图1所示,磁致伸缩式液位计根据磁致伸缩原理设计,其在一个非磁性传感管内装有一根磁致伸缩线,在顶端装一个压磁传感器,每秒发出10个电流脉冲信号,并开始计时,电流脉冲同磁性浮子在磁致伸缩线上产生一个扭应力波,沿磁致伸缩线向两端传送。测量压磁传感器收到这个扭应力波信号的起始脉冲和返回扭应力波间的时间间隔,来判断浮子位置,即得被测液位,转变为成比例的4-20mA信号输出。
图1 磁致伸缩式液位计工作原理
②导波雷达物位计测量原理
如图2所示,导波雷达液位计由发生器产生一个沿导波杆向下传送的电磁脉冲波,遇到介电常数大的液体表面时被反射,计算脉冲波的传导时间,而得到液位位置。
图2 导波雷达物位计测量原理
③差压变送器测量原理
差压变送器传感器是双侧压力作用测量元件,经压-电转换器,处理为标准4-20mA信号输出。
2、分析与比较
①差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计原理比较
A、磁致伸缩液位计根据磁浮子位置测得液位,测量影响因素为介质密度,介电常数、气相组分、工作温度、压力对测量没有影响。
B、导波雷达液位计测量的影响因素为介电常数、气相组分,温度、压力对测量也有一定影响。
C、差压变送器是根据压差变化测量液位,影响测量结果的因素如腔体真空或负压产生虚假读数;管路内气泡带来干扰;容器内水的密度改变导致测量误差。
②差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计特性比较
A、磁致伸缩液位计特性
a、性强
由于磁致伸缩液位计采用波导原理,整个变换器封闭在不锈钢管内,和测量介质无接触,无机械可动部分,故无摩擦、无磨损,传感器工作,寿命长。
b、精度高
由于磁致伸缩液位计用波导脉冲工作,通过测量起始脉冲和终止脉冲的时间来确定被测位移量,因此测量精度高,分辨率优于0.01%FS,这是用其他传感器达到的精度。
c、性好
磁致伸缩液位计测量时无需开启罐盖,避免了人工测量所存在的不因素;防爆性能高,本安防爆,使用,适用于对化工原料和易燃液体的测量。
d、易于安装和维护
磁致伸缩液位计一般通过罐顶已有管口进行安装,适用于地下储罐和已投运储罐,在安装过程中不影响正常生产。
e、便于系统自动化工作
磁致伸缩液位计的二次仪表采用标准输出信号,便于计算机对信号进行处理,容易实现联网工作,提高整个测量系统的自动化程度。
B、导波雷达物位计特性
a、对液体、颗粒及浆料连续物位测量不受介质变化、温度变化、稀有气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。
b、液体量程小于15m时,测量精度为±5mm;量程大于15m时,测量精度为5mm±0.05%。
c、量程60m,耐250℃高温、40kg高压,适用于爆炸危险区域。
d、对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力,测量不受影响。
e、顶部和底部具有盲区。
C、差压变送器特性:
a、常规差压变送器在许多液位测量应用中,在液体有额外的蒸气压力。由于蒸气压力不是液位测量的一部分,需要使用引压管和有密封件的毛细管来抵消它的存在。
b、电子远传技术采用数字结构取代机械部件,响应速度更快,测量精度也有所提高。
c、天气寒冷时装置通常需要伴热或保温,要检查引压管漏水、冷凝、蒸发和堵塞。
d、距离过长的毛细管会使压力传输变得误差过大,同时安装过程要求较高。
表1 差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计特性比较
仪表类型 测量精度 性 安装 泄漏点 维护量 寿命
差压变送器 低 一般 复杂、附件多 较多 大 长
导波雷达 较高 较高 简单 较少 低 较长
磁致伸缩 高 高 简单 少 低 长
③工况干扰比较
实际应用中常见工况产生干扰和影响的情况如表2所示。
表2 实际应用中常见工况产生干扰和影响的情况
常见工况 差压变送器 导波雷达物位计 磁致伸缩液位计
压力变化 影响很大 无影响 无影响
温度变化 影响很大 有影响 无影响
震动干扰 影响很大 有影响 无影响
电磁干扰 无影响 有影响 无影响
介质 水、汽 水、汽 水、汽
介电常数 影响很大 影响很大 无影响
介质成分(如水、汽) 影响很大 影响很大 无影响
④适用范围比较
差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计适用范围如表3所示。
表3 差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计适用范围
适用范围 差压变送器 导波雷达物位计 磁致伸缩液位计
压力0-1MPa 适用 适用 适用
压力0-4MPa 适用 适用 适用
压力0-30MPa 适用 —— 适用
温度0-100℃ 适用 适用 适用
温度0-220℃ 适用 适用 适用
温度0-565℃ 适用 —— 适用
精度5‰-1‰ 适用 适用 适用
精度1‰ —— —— 适用
量程0-5m 适用 适用 适用
量程0-10m 适用 适用 适用
量程0-30m 适用 适用 适用
由对析可知:
①磁致伸缩液位计适用于电厂工况,精度高,稳定性很好,安装与维护量很小,基本不需要维护。在电厂高加、低加、凝汽器、除氧器等容器设备以及其他辅机工位,如油站、化水等均适用。其凭借环境适应性强、安装方便、高精度、低成本、免维护的优点,在当今液位测量领域占较大优势。
②导波雷达液位计适合的工况较好,对温度和环境要求较高,对于安装空间有一定的要求。安装要求避开进料口,以免产生虚假反射。不能安装在拱形罐的中心处(否则传感器收到的虚假回波会增强),也不能距离罐壁很近,佳安装位置在容器半径的1/2处。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,满足精度要求。调试较方便,运行和维护量不大。
③差压变送器适合的工况有限,而且传感器零漂移严重;测量偏差大,长期工作稳定性差,精度较低,受环境影响较大;安装及维护量较大,无论是正常运行还是例行维护,工作量都较大,现在基本作为一个备用选择。
原 理
导波雷达发出的高频微波脉冲沿着探测组件(钢缆或钢棒)传播,遇到被测介质,由于介电常数突变,引起反射,一部分脉冲能量被反射回来。发射脉冲与反射脉冲的时间间隔与到被测介质的距离成正比。
容器中存在两种不同介质,当上面一层的介质介电常数较小,而下面的介质介电常数较大时,高频微波脉冲沿着探测组件传播遇到上层介质时,由于其介电常数较小,因而有少的能量被这一层介面反射,而大部分能量穿透上层介质继续向下传播,遇到两层的介面时,由于下层介质的介电常数较大,因而会有较大的能量被反射回来。因而导波雷达是可以测量两种不同介质的介面,其测量条件是上层介质不导电或其介电常数比下层介质介电常数小10以上。
特 点
由于采用了的微波处理器和*的EchoDiscovery回波处理技术,导波雷达物位计可以应用于各种复杂工况。
多种过程连接方式及探测组件的型式,使得CDGW系列导波雷达物位计适用于各种复杂工况。如:高温、高压及小介电常数介质等。
采用脉冲工作方式,导波雷达物位计发射功率低,可安装于各种金属、非金属容器内,对人体及环境均无伤害。
技术参数
应用:液体测量,高温高压工况,复杂过程条件
zui大量程: 缆:30m/棒:6m
测量精度:±10mm
过程连接:G1½A/G2A/1½NPT
探测组件材料:不锈钢316L/陶瓷
钢缆/棒直径:¢6mm/¢10mm
过程温度:-200~400℃
过程压力:真空~400bar
信号输出:两线制4~20mA/HART
安装要求
在整个量程内确保缆或棒不要接触到内部障碍物,因此安装时应尽可能避开罐内设施,如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。另外须注意缆或棒不得怀加料料流相交。
安装仪表时还要注意:zui高料位不得进入测量盲区;仪表跑罐壁保持一定的距离;仪表的安装尽可能使缆或棒方向怀被测介质表面垂直。
安装在防潮区域内的仪表遵守国家防爆危险区的安装规定。本安型的外壳采用铝壳。本安型仪表可安装在有防爆要求的场合,仪表接大地。
测量盲区
从测量的基准面向下的一段区域内缆或棒zui低部位无法测量的一段区域内是导波雷达物位计的测量盲区。
选型指南
CDGW540高温高压型
P
标准型(非防爆)
I
本安型( Exia ⅡC T6)(只可选用铝外壳)
探测组件形式/材料/过程温度
A
缆式/¢6mm/不锈钢316L/陶瓷/-200~+400℃
B
棒式/¢10mm/不锈钢316L/陶瓷/-200~+400℃
过程连接
GP
螺纹G1½A
KP
螺纹G2A
NP
螺纹1½NPT
外壳/防护等级
S
塑料/IP66
A
铝/IP66
电缆进线
M
M20*1.5
N
1½NPT
现场显示
A
带
X
不带
编程器
B
带
X
不带
zui大量程
A
缆:30m
B
棒:6m