WINK8010雷达液位计厂
防爆安全认证与防护等级
化工领域需满足ATEX/IECEx防爆认证，隔爆型（Ex d）外壳可承受内部1.5MPa爆炸压力。本安型（Ex ia）设计将回路能量限制在1.2W以下，适用于Zone 0区。传感器整体防护等级达IP68，可短时浸入10米水深。某海上平台应用案例显示，通过SIL3认证的冗余传感器系统，平均无故障时间（MTBF）超过15年。最新光纤传感技术彻底消除电火花风险，已应用于氢气储罐监测。
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式或杆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时发射回来被仪表内的接 收器接收，并将距离信号转化成物位信号。
雷达物位计产品有诸多特点，例如:通用性强，可测量液位及料位，可满足不同温度、压力、介质的测量要求，高测量温度可达800℃，大压力可达5MPa，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。
免维护:雷达物位计测量过程无可动部件，不存在机械部件损坏问题，无须维护。
抗干扰:接触式测量，抗干扰能力强，可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。
准确:雷达物位计测量量多样化，使测量更加准确，测量不受环境变化影响，稳定性高，使用寿命长。
防挂料:雷达物位计的电路设计和传感器结构，使其测量可以不受传感器挂料影响，无需定期清洁，避免误测量。
雷达物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，雷达物位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路经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。
产品简介
雷达物位计 FB8310雷达物位计
产品概述
FB8310系列传感器是***的雷达式物位测量仪表，测量距离***大35米,可以用于存储罐、中间缓冲罐或过程容器的物位测量，输出4～20mA模拟信号。
应用
采用***的非接触式测量
采用其稳定的材料制造
测量液体、固体介质的物位
可以测量介电常数＞1.8的介质
测量范围0～20m(可以扩展到35米)
采用两线制、回路供电的技术，供电电压和输出信号通过一根两芯电缆传输
4～20mA输出或数字型信号输出
分辨率1mm
不受噪音、蒸汽、粉尘、真空等工况影响
不受介质密度、粘稠度和温度的变化的影响
过程压力可达40bar
过程温度可达250℃
WINK8010雷达液位计厂
Endress+Hauser导波雷达液位计 Levelflex FMP54 - 导波雷达物位仪导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP54适用于油气、化工和电力等行业的高温高压测量场合免维护的液位和界面连续测量仪表适合在油气，化工和电力等行业的高温高压场合应用温度范围: -196至 +450 °C, 压力范围: -1至+400bar Levelflex FMP55 - 导波雷达物位仪导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP55的多参数技术实现界面测量免维护的液位和界面连续测量仪表用一台仪表可以同时地监测界面和液位总值温度范围: -50至 +200 °C, 压力范围: -1至+40bar Levelflex FMP56 - 导波雷达物位仪导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP56适用于固体散料物位测量的经济、的基本型仪表免维护的固体散料连续测量仪表高性价比温度范围: -40至 +120 °C, 压力范围: -1至+16 bar Levelflex FMP57 - 导波雷达物位仪导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP57适用于固体散料物位测量的标准传感器，满足zui高测量要求。免维护的固体散料连续测量仪表标准传感器-开发过程符合IEC 61508标准，单台仪表满足SIL2， 同构冗余条件下达SIL3温度范围: -40至 +185°C, 压力范围: -1至+16 bar Micropilot FMR50 - 雷达物位仪雷达测量 行程时间原理 Micropilot FMR50适用于液位测量的基本型仪表非接触、免维护的液体测量,同时能有效介质的渗透高性价比温度范围: -40至 +130 °C, 压力范围: -1至+3 barEndress+Hauser导波雷达液位计 Levelflex FMP50 - 导波雷达物位仪导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP50适用于液位测量的基本应用免维护的液位和界面连续测量仪表高性价比温度范围: -20至 +80 °C, 压力范围: -1至+6 bar Levelflex FMP51 - 导波雷达物位仪导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP51满足液位测量zui高要求的标准传感器免维护的液位和界面连续测量仪表标准传感器-开发过程符合IEC61508标准，单台仪表满足SIL2， 同构冗余条件下达SIL3温度范围: -40至 +200 °C, 压力范围: -1至+40 bar Levelflex FMP52 - 导波雷达物位仪导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP52带涂层的探杆，适用于腐蚀性液体测量免维护的液位和界面连续测量仪表探杆表面涂层，适用于腐蚀性液体温度范围: -50至 +200 °C, 压力范围: -1至+40 bar Levelflex FMP53导波雷达测量 行程时间原理 Levelflex FMP53满足生命科学和食品行业的zui高卫生要求免维护的液位连续测量仪表满足生命科学和食品行业的zui高卫生要求温度范围: -20至 +150 °C, 压力范围: -1至+16bar
雷达物位计是物位仪表一种常用产品类型，具有测量、性能稳定、性高、维护简便、适用范围广等优点。可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行测量，适用于粉尘、温度、压力变化大、有惰性气体及蒸汽存在的场合。那么，雷达物位计的种类和应用具体有哪些呢？
一、产品分类
按工作方式划分，雷达物位计可分为接触式雷达物位计和非接触式雷达物位计，具体如下:
1．非接触式（射空雷达） 雷达物位计
非接触式雷达物位计常用喇叭或杆式天线来发射与接收微波，仪表安装在料仓顶部，不与被测介质接触，微波在料仓上部空间传播与返回。
非接触式雷达物位计，按照微波的波形又可分为脉冲雷达物位计和调频连续波雷达物位计。
2．接触式雷达物位计
接触式雷达物位计一般采用金属波导体（杆或钢缆）来传导微波，仪表从仓顶安装，导波直达仓底，发射的微波沿波导体外部向下传播，在到达物料面时被反射，沿波导体返回发射器被接收。
这种可以通过导波线或导波杆直接接触所测物料来测量的接触式雷达物位计，主要是导波雷达物位计，根据其采用的金属波导体不同，又可进一步细分为:缆式（单/双）、杆式（单/双）和同轴导波雷达物位计。
相比接触式雷达物位计，非接触式雷达物位计具有安装简单、维护量少、使用方式灵活、不受仓内粉尘、温度等因素的影响等优点，是近年来发展快的一种测量仪器。
二、技术原理
1．脉冲雷达物位计
脉冲雷达物位计将发射微波脉冲，以光速（在空气中）传播，碰到被测介质表面（介电常数大于传播介质的介电常数），部分微波被反射回来（反射量取决于料面平整度/介电常数大小），被同一天线接收，介质的反射量（率）越大，信号就越强，越好测量；反射量（率）越小，信号就越弱，越容易受干扰。准确的识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔△t，从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离D。
脉冲雷达原理图
2．调频连续波雷达物位计
FMCW雷达用24GHZ作为测量基频（载频），2GHZ为调节频宽, 整个扫描时间为7ms，完成一次线性扫描，信号发射后，经过一定的时间延迟后，接受到回波信号。在线性扫频中产生的时间差，将正比例液位距离，由于有许多反射波，将的回波时间进行傅立叶（FFT）变换，将时间信号转换成有一定能量的频谱，视频谱比较高和比较陡的信号为有用信号。
调频连续波雷达物位计原理图
3．导波雷达物位计
导波雷达发出高频微波脉冲沿着探测组件（钢索或者钢管）传播，当遇到被测介质时，由于介电常数突变，引起发射，一部分脉冲能量被发射回来。发射脉冲与反射回来的脉冲的时间间隔与被测介质的距离成正比。
三、应用区别
雷达物位计的应用范围很广泛，涵盖了电力、钢铁、冶金、水泥、石油化工、造纸、食品等领域，但是应用不同原理的雷达物位计，其解决的应用工况也各有不同。
脉冲雷达物位计一般可以用于大部分应用场合，主要针对圆柱形、35米以内罐体介质的液位测量；但对于球形罐或者带有搅拌功能的液体储罐，就需要使用导波雷达物位计进行测量；而针对大量程、粉尘较大的容器或储罐，就使用能量大、抗干扰能力强的调频连续波雷达物位计。
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
WINK8010雷达液位计厂
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(3x10八立方米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(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。