JDRD864AMAA4FCHZGW201雷达物位计生产
安装规范与测量精度保障
传感器安装应避开进料口,最小盲区为0.3-0.5m(视型号而定)。喇叭天线与罐壁距离>200mm,倾斜度<3°以确保波束垂直。某溶剂储罐实测显示,5°安装倾斜会导致1%的满量程误差。导波雷达的探杆需保持垂直,每米弯曲度<1mm。最新电子水平仪集成设计可实时显示安装角度偏差,辅助调校精度达0.1°。定期校准建议采用靶板法,在空罐状态下验证参考距离误差应<0.05%FS。
一、测量原理
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。仪表测量参考点到物料表面的距离,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受,并将时间信号转化为物位信号。
二、产品特点
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.对蒸汽和泡沫有很强的YZ能力,测量不受影响。
4.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,以保障准确良好的测量。
三、主要参数
四、产品类型
五、产品尺寸
六、选型说明
JDRD864AMAA4FCHZGW201雷达物位计生产
在化工、油气、食品等行业中,经常需要测量不同液体之间的分界面的高度,从而控制反应过程、原料储量等。
MTS传感器部门生产的Level Plus系列液位计采用MTS的Temposonics®磁致伸缩传感技术,配合特定密度的磁性浮子,可对不同液体的分界面高度进行测量。
市场上测量液体分界面高度的产品群雄逐,招式各有千秋,小编将一一细数,看看哪种测量原理能拔得头筹!
一、射频导纳液位计(电容液位计)
射频导纳液位计的传感器是一根带特氟龙涂层的金属杆或者柔性金属缆,需要插入被测液体内。这样金属杆(缆)和容纳被测液体的金属罐壁之间就会产生电容,这个电容在射频电路(频率达到300Ghz)下被放大到测量的电导纳值。如果被测液体分层后形成上层油下称水的分层,那么会形成C1、C2和C3三个电容值。因为水的导电性能使C3的值大,则射频导纳液位计测量得到的电容值主要取决于C3的值。因此水位的高度就和C3的值几乎成正比例关系。
根据以上测量原理,射频导纳测量分界面的必要条件和限性:
1、 上层液体不能导电,如苯、碳氢化合物等;下层被测液体是导电液体,如普通水或者水溶液。
2、 对分界面测量精度要求不高。因为上层油的高度和被测罐体的形状等都会被测精度影响。
二、导波雷达液位计
导波雷达液位计的传感器也是金属杆或者金属缆插入被测液体内。液位计的电子头发射雷达波脉冲。雷达波脉冲会沿着金属杆或者金属缆朝向被测液体传播,当到达介电常数发生变化位置时会产生反射。液位计电子头计算发射雷达波脉冲和接受雷达波脉冲的时间差来确定被测液位的高度。如下图,如果被测液体上层油下称水,则雷达波分别在从空气进入油的时候、以及从油进入水的时候分别发生反射。
从导波雷达的测量原理可知其测量分界面的必要条件:
1、 雷达波发生反射的必要条件是介电常数发生变化。如果介电常数的变化很小的话,雷达波的反射信号也很小以至于无法测量。因此导波雷达测量分界面要求下层液体的介电常数比上层液体的要大得多。而介电常数的大小一般无法通过常规手段测量,而且介电常数大小很容易受到环境温度、电磁频率、罐内的化学反应等影响。这就决定了无法轻易判断导波雷达能否和应用环境相适应。
2、 为了保持雷达波穿过上层液体后还有的能量在分界面上还能产生反射,一般要求传感器是一个同轴结构。上图是导波雷达测量分界面的安装要求,左边是导波雷达的测量杆和测量筒是一个同轴结构,右图中导波雷达的测量杆安装在一个布满倒液孔的测量管内。同轴结构内外的分界面变化有时无法真正同步会导致测量误差。而且粘性较大的液体会粘连在同轴结构内干扰测量。
3、 如果要测量被测液体分界面知道上层液体的具体介电常数。因为雷达波穿过空气的速度是光速,而穿过上层液体的速度小于光速且和其介电常数成反比。因为介电常数不容易测量且善变,因此导波雷达很难测量分界面高度。
三、浮筒液位计
浮筒液位计测量分界面一般安装在罐体的侧面,把被测液体通过两个法兰口从被测罐引入测量筒内,同时测量通内还有一个浮子通过一些机械结构和电子头相连。通过测量浮子受到浮力的变化来感应测量筒内液体的平均密度,从而评估出被测分界面的高度(假定测量筒内只有两种液体)。浮筒液位计不要求被测液体的导电性和介电常数。
根据浮筒液位计的原理和内部结构,其测量分界面的必要条件和限:
1、 只能安装在被测罐体侧面,且测量筒内没有空气。
2、 为了测量的精度定期进行校准,因为浮子到电子头之间的力传输结构会随着时间而偏移设定。
3、 因为测量筒的狭小结构,被测液体中的固体或者粘性物质会使浮子卡在测量筒内,无法真正反映分界面高度。
四、双法兰液位计
双法兰液位计通过测量两个固定位置的压力差来反映两个位置之间的液体的平均密度从而间接测量分界面高度。双法兰液位计也是安装在罐体的侧面,但是不需要测量筒,因此解决了上面浮筒液位计内浮子容易卡死的问题。
双法兰液位计通过充油的毛细管把罐内的两个压力值传输到电子头部分。因此双法兰液位计的界面测量受到以下因素的影响:
1、 环境温度变化对毛细管内油压有明显影响,因此长的测量范围要长的毛细管,从而导致温度变化对测量精度也影响很大。
2、 两个法兰之间充满液体。
3、 毛细管充油需要的生产技术,因此测量范围对仪表价格影响很大。
4、 安装过程要毛细管不要受到外部机械冲击,毛细管受损或者油路堵塞。
五、终篇 - 磁致伸缩液位计
磁致伸缩液位计通过测量浮在分界面上的磁性浮子的位置来测量分界面的高度。MTS生产的Level Plus系列液位计可以实现测量误差控制在1毫米以内,大的测量范围可以达到22米。磁致伸缩液位计的测量不依赖于液体的导电性、介电常数等物理参数,只是基于不同液体的密度差。密度差和相互不溶解是形成分界面的必要条件。
Level Plus系列
磁致伸缩液位计只要选择好特定浮子的密度,安装后不需要定期的维护和标定就能液位计的长期性和性。
磁致伸缩液位计的应用限性在于不能用于操作粘度很高的液体(建议粘度小于400厘泊)。高粘度液体容易把浮子粘在一个位置不变,导致磁致伸缩液位计测量到的浮子位置不能准确反映分界面高度。
Level Plus磁致伸缩液位计应用实例
1、 二硝基甲苯(DNT)和水的分界面
因为二硝基甲苯(DNT)相对于水的比重是1.52,因此在罐内是下层液体,因此无法使用射频导纳、导波雷达。而且因为现场的测量范围超过4米,因此无法使用浮筒液位计和双法兰液位计。通过使用Level Plus系列磁致伸缩液位计可以同时测量反应罐内的液位和分界面高度,从而对化学反应过程控制。
2、 液体白磷和水的分界面
白磷是生产磷酸类物质的基本原料。但是因为白磷在空气容易自然,而且有毒,因此一般都储存在具有水封的储存槽内。Level Plus液位计可以对水封下的白磷存量进行实时监控,同时水封的厚度白磷和空气接触。
3、 大型成品油罐
炼化工厂、燃料输送系统等都有一些成品油储罐、转运罐等,这些罐子高度都有15~20米高。因为有些成品燃油会吸收空气中的水分,导致很多罐底都有积水。MTS传感器生产的Level Plus液位计可以同时测量罐内成品油液位和油水分界面的高度,同时还可以根据液位计内部的罐容表来计算罐内容量,并且输出罐内的成品油温度。Level Plus液位计只通过罐上的一个测量孔,就可以同时输出液位、分界面高度、罐内容量和温度的测量结果,满足石油组织对成品燃油的交接计量要求。
雷达物位计的原理是发送高频脉冲进行 物位测量。测量度高,性强,复杂工况存在虚假回波的情况下,也可以准确的识别出物位的回波。
雷达物位计有很多种叫法,如液位计,料位计,其 意思大致相同是一样的。唯一的区别是根据
测量 介质不同进行区分。其中雷达物位计 可对固、液体进行测量 ,料位计则是测量固体,液位计 则是测量 液体。
型号上雷达物位计又可以分为普通和智能型以及防腐型。通常 测量液体选择导波型,测量固体和粉尘类选择智能
型,测量 盐酸,硫酸等含腐蚀性物质选择抗腐蚀型。
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。
JDRD864AMAA4FCHZGW201雷达物位计生产
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...