706-512A-010/7CS-1100-A2N-20-3100导波雷达液位计生产厂商
1、应用:液体、固体颗粒2.测量范围:20米3.过程连接:螺纹、法兰4.介质温度:-40~250℃5.过程压力“-0.1~2MPa6.精度:±3mm7.频率范围:100MHz-1.8GHz8.防爆登记:Exia Ⅱ CT6 Ga Exd ia Ⅱ CT6 Gb9.防护登记:IP6710.信号输出:4…20mA/HART(两线）
本文旨在通过实践来探讨电厂低压给水加热器上液位的测量，并解析了加热器结构及其采用各种不同液位测量仪表的历程和工况特点，论述了导波雷达液位计在低压给水加热器上的使用优势，藉此给电力行业热工人士提供一些有价值的参考。
给水加热器的结构与功能
给水加热器是一种利用汽轮机抽汽加热给水，以提高热效率的加热设备，是电厂回热系统的重要辅机之一。加热器的工作原理是利用汽轮机做过功的乏汽加热凝结水和给水，而不是直接将乏汽排入凝汽器，以充分利用乏汽的焓，降低冷源损失，同时减弱锅炉受热面的热应力。
加热器按汽水传热方式的不同，可分为表面式和混合式。目前，在火力发电厂中除了除氧器采用混合式加热外，其余高低压加热器均采用表面式加热。按照水侧的布置方式和流动方向的不同，表面式加热器又分为立式和卧式。
表面式给水加热器的特点，是加热工质（汽轮机的抽汽）与被加热工质（锅炉给水）相互不混合，通过管壁来传递热量。传热管内是给水，传热管外是蒸汽。蒸汽在加热器里放出热量并凝结成疏水，由疏水口排出。由于加热蒸汽通常都具有一定的过热度，为使给水温度达到所期望的值，同时加热面积尽可能的少，可设置一个过热蒸汽冷却段，以充分利用抽汽的过热度。蒸汽由汽相变为饱和水，同时放出汽化潜热的过程是在凝结段里完成的。凝结段是给水加热器的主要换热区段，管内给水大部分的焓升是由这一区段提供的。因此，具有凝结段的加热器是电厂用给水加热器的基本型式。
加热器中液位测量的重要性
加热蒸汽和被加热的水之间是通过金属表面来传递热量的。由于传热热阻的存在，给水不可能被加热到蒸汽压力下的饱和温度，不可避免地存在着一个端差。因此，给水端差（TTD = Terminal Temperature Difference）和疏水端差（DCA = Drain Cooler Approach temperature difference）是加热器的两个主要。给水端差和疏水端差的设置，直接影响到机组的率和运行的性。给水端差又称为上端差，是加压器蒸汽压力下的饱和温度与出口给水温度之差。疏水端差又称下端差，是离开加热器汽侧的疏水温度与进入水侧的给水温度之差。
图1 卧式表面式给水加热器结构实物
合理的给水端差的设置，能够有效提高热交换效率，是成本控制及盈利能力的重要组成部分。在实际运行中，给水端差增大的原因有:加热器的抽汽压力和抽汽量不稳定；加热器受热面结垢使传热恶化，增大了传热管内外温差；加热器内积聚了空气，不凝结的空气附在传热管表面形成空气层，妨碍了蒸汽的凝结放热，增大了传热热阻；凝结水或给水的部分或不经过加热器，而是从加热器旁路通过；凝结水位过高，淹没了一部分传热管，使传热面积减少。而给水端差过小，纵然可以提高热交换效率，但加热器长期处于过热状态，会大缩短使用寿命。由此可见，在日常操作中，维持合理的加热器凝结水位高度，从而找到热交换效率和设备寿命之间的平衡点，成为热工控制的首要任务。
加热器中液位测量的发展历程
给水加热器中存在高温、高压及大量蒸汽，恶劣条件使之成为测量的难点。给水加热器的水位检测历经了几个发展阶段，从初的磁翻板液位计、浮筒液位计、直到今天比较常用的差压变送器和导波雷达液位计。
磁翻板液位计又称就地水位计，是为传统的一种水位测量方式，至今仍然是加热器的标准配置。磁翻板液位计利用浮力原理，根据加热器的设计温度、压力及水的密度，制造出满足工况条件的浮子。浮子装在和加热器相连的筒体中，筒体中的水位和加热器中的水位等高，而筒体内浮子漂浮在水面上，即代表水位的高度。浮子内的永磁铁通过磁耦合作用引起筒体外的小磁板翻转，通过小磁板两面颜的不同，来就地读取加热器中的水位高度。磁翻板液位计是一种稳定的测量技术，但它存在两大缺陷。一是测量精度不高。因为加热器中的温度和压力的变化，凝结水的密度也发生变化，根据阿基米德浮力定律f浮=ρgV，当凝结水密度变化时，浮子浸没在水中的体积也发生变化，因此浮子淹没高度的变化会影响到测量精度。二是就地水位计在初的时候没有远传信号。
浮筒液位计是上世纪80年代至本世纪初常用的加热器水位测量方式。因为浮筒液位计集成有信号转换器，所以能够提供远传信号。但是浮筒液位计也是基于浮力的原理，因此同样面临着测量精度差的问题。此外，浮筒液位计多数采用扭力管式测量原理，表头笨重且需要周期性的标定，给使用和维护带来了诸多不便。
图2 导波雷达液位计工作原理
随着差压变送器技术的发展和产品性价比的提升，差压变送器配合平衡容器成为本世纪以来较为常用的加热器水位测量方式。但无论是采用双室平衡容器，还是采用单室平衡容器，对于测点位置的选取和安装都有较高的要求。因为，低加汽测可能工作在负压工况下，所以测量值波动大，影响到生产人员的正确操。此外，差压变送器的测量原理是:ΔP=ρgh,为达到地测量，需要对密度、温度及压力进行补偿。
导波雷达液位计采用的是时域反射原理（TDR原理，Time Domain Reflectometry）。导波雷达的工作原理，是由表头高频脉冲发生器产生电磁脉冲波信号，该信号沿着导波杆（探杆）向下传送，当遇到比此前传导介质（如空气或蒸汽）介电常数大的液体表面时产生反射信号，用超高速计时电路测量出脉冲波信号从发射到接收的传导时间。传导时间与电磁脉冲波速度乘积的一半，即代表被测介质表面到导波雷达液位计过程连接处的距离；通过给定的容器高度减去距离，计算得出液位的高度，从而达到对液位的测量。
导波雷达液位计的测量原理及优点
时域反射理论模型早在1939年就已建立，初用于电信业查找电缆断点。上世纪90年代中后期，部分液位计厂家致力于将TDR技术应用于工业仪表，称之为导波雷达液位计。导波雷达液位计问世后，随即成为物位测量的一大利器。导波雷达液位计的测量结果和被测介质的温度、压力、密度、粘度、电导率和介电常数无关，可以用于测量液体、浆料和固体，也可以测出物位或某些工况下的液体界面。因此，当导波雷达液位计满足设计温度、压力、量程、精度、材质及安装位置的要求时，是一种理想的物位测量仪表，几乎可以取代大多数物位计。当然，导波雷达液位计也同样面临着一些使用的限性，如其典型精度为±3mm、对温度和压力耐受的限、当介质粘度高时在探杆上形成挂料、固体介质容易磨损并拉断探杆，以及容器内的搅拌影响探杆的安装等。
做为一种探杆和被测介质相接触的接触式物位测量仪表，导波雷达液位计的选型重点集中于探杆形式。为此，各导波雷达液位计厂家研发生产出不同的探杆形式，以满足各种工况的要求。如笔者所使用过的美国Magnetrol品牌的导波雷达液位计，就有多达22种探杆形式可供选择。
图3 单杆探杆信号轨迹图、通州探杆信号轨迹图、同轴探杆实物图、通州探杆实物剖面图
那么，如何选用合适的探杆形式呢？首先，需要考虑探杆对温度和压力的耐受。其次，需要考虑电磁脉冲信号在探杆上传播的轨迹。
单式探杆（单杆、单缆）上信号轨迹呈逐步发散的状态。在信号的轨迹范围内，可能会产生干扰信号影响到液位的测量。典型的干扰信号有安装管嘴，以及容器内的焊缝、焊渣和结构件等。同轴探杆的信号则集中在同轴探杆内。同轴探杆的结构是中间有一根实心金属杆（通常直径为8mm），电磁脉冲信号在金属杆上传播；其外侧是一根金属套管（通常直径为22mm），金属套管作为金属杆的屏蔽层，起到屏蔽外部的干扰信号及集中信号的作用，以提高信号的灵敏度，便于测量介电常数较低的介质。因此，采用同轴探杆可以不用考虑安装位置及容器内结构对测量带来的影响，是理想的一种探杆形式。同轴探杆的限在于，其量程受限，通常为6m左右，以及高粘度介质所形成的“搭桥”现象。
那么是不是说使用导波雷达液位计测量低压加热器液位，只需考虑到以上两点就了呢？实际上，还需要结合电厂低压加热器实际工况中存在大量蒸汽的特点。一是要考虑蒸汽的侵蚀作用对于探杆和表头之间密封部分的材质选择和制作工艺的考验。见图3红圆圈部分。依据笔者经验，选择应用业绩多、历经实践考验的品牌是产品的有效保障。二是需要考虑蒸汽工况下，电磁脉冲信号的传播在蒸汽中被衰减的情况。通常，导波雷达的测量原理可用以下公式来表示:
L=D – C0.t/2
L=液位高度
D=容器高度
C0=真空中的光速
t=发射信号和反射信号的时间间隔
在蒸气工况中，实际的液位以 L真来表示，实际的信号传播速度用C真来表示；仪表测量出的液位以L测来表示，那么:
L真=D – C真.t/2
L测=D – C0.t/2
因为C真L测。依据导波雷达液位测量值来控制凝结水的高度，所造成的实际影响是凝结水位过高，致使低压加热器内部分传热管被淹没在凝结水下，热交换效率下降，给水端差增大。
图4 7×S蒸汽探杆结构剖面图
通过实际的观察数据和相关的文献资料信息，在低压加热器的工况条件下，C真和C0之间的差异在2%~5%之间。因为C真受到蒸汽温度、压力的影响而不断变化，所以仅从改变仪表系数的方面来进行C真的修正，还是不能很好满足对测量准确度的要求。
对于C真进行实时的补偿，是导波雷达在蒸汽工况下能完成准确测量的先决条件。笔者所使用的Mangetrol导波雷达液位计采用了专利的蒸汽探杆，用于实时的C真补偿，其补偿的工作原理如下:
在蒸气探杆中，距离表头下方125mm处安装有一个蒸汽目标(Steam Target)，表头每秒会发送一个询问信号，该询问信号到蒸汽目标后被发射回表头的时间t问询被测量。此时，电磁脉冲信号在当前工况下的速度C真可以用以下公式准确计算出来:
C真=d/t问询，其中，d=125mm
获得C真后，导波雷达将以此值来进行真实液位值的计算，从而达到实时补偿的目的。
小结
综上所述，Magnetrol专利的蒸汽探杆，集成了同轴式、良好的蒸汽隔密封及实时蒸汽补偿的优势。同时，Magnetrol致力于同轴探杆的大规模推广，具有同轴探杆生产的规模优势，给电力行业用户带来了高性价比的产品。此外，Magnetrol专利的AURORA系列液位计，将磁翻板和导波雷达液位计集成为一体，提供了重要应用场合的现场和远传测量，减少了过程接口数量，避免了潜在泄露点，提高了使用维护的便利性。
雷达料位计的工作原理与分类
雷达料位计通过发射6-80GHz的微波信号并接收回波来测量物料高度，分为脉冲波（量程30m）和调频连续波FMCW（精度±1mm）两种。26GHz设备适用于大多数工况，80GHz高频型号可检测介电常数低至1.4的物料。某化工厂应用显示，80GHz雷达测量ε=1.8的塑料颗粒时，信号强度比26GHz型号提升20dB。最新相控阵技术实现电子波束偏转，能自动避开仓内障碍物，安装灵活性提高40%。
ROSEMOUNT导波雷达液位计3308 无线液位变送器可在以前无法进入的位置自动执行液位测量和界面测量。该ROSEMOUNT液位计安装简便，无需接线或标定，以及不受不断变化的过程条件影响。ROSEMOUNT物位计精度 0.12in.(3mm)，可重复性 0.08in. (2mm)，测量范围 Z大 56ft (17m)，通讯协议WirelessHART。直接切换技术可提高灵敏度、性并延长电池寿命。信号质量能够让您以前瞻性的方式使用液位仪表。罗斯蒙特物位计3308 系列变送器可安装在露天环境中，测量非存储于罐中的液体，敞开式应用——池、槽、坑。
罗斯蒙特导波雷达变送器对储罐形状不敏感。产品的反射率是测量性能的一个关键参数。具有高介电常数的介质的反射性能较好，测量范围较长。罗斯蒙特液位计3308系列是基于时域反射测量技术（TDR）原理的种真正的无线液位变送器。界面峰——这个峰指示界面液位。这个峰是由上方产品和具有较高介电常数的底部产品之间的界面的反射导致的。当测量模式设置为产品液位、界面液位、或使用浸没导波杆测量界面液位时，会示出这个峰。产品表面峰——这个峰指示产品液位，是由产品表面的反射导致的。
美国ROSEMOUNT物位计，罗斯蒙特物位计
美国ROSEMOUNT涡街流量计，罗斯蒙特涡街流量计
美国EMERSON流量计，艾默生流量计
美国ROSEMOUNT雷达液位计，罗斯蒙特雷达液位计
美国ROSEMOUNT流量计，罗斯蒙特流量计
美国ROSEMOUNT导波雷达物位计，罗斯蒙特导波雷达物位计
美国ROSEMOUNT差压变送器，罗斯蒙特差压变送器
美国ROSEMOUNT雷达物位计，罗斯蒙特雷达物位计
美国ROSEMOUNT超声波液位计，罗斯蒙特超声波液位计
美国ROSEMOUNT压力变送器，罗斯蒙特压力变送器
美国ROSEMOUNT温度传感器，罗斯蒙特温度传感器
美国ROSEMOUNT手操器，罗斯蒙特手操器
美国ROSEMOUNT电磁流量计，罗斯蒙特电磁流量计
罗斯蒙特导波雷达液位计5301HA1S4Q8C1
ROSEMOUNT差压变送器3051TG3A2B21AB4K5M5
ROSEMOUNT差压变送器3051CD3A22A1AS2B4E8M5HR5
ROSEMOUNT雷达液位计5408A1SHA1E57R3DASAA3M5C1
罗斯蒙特差压变送器3051TA1A2B21AB4K5M5
罗斯蒙特雷达液位计5900SPSF4
罗斯蒙特超声波液位计4ST
ROSEMOUNT导波雷达液位计5301FAMSS1V4BE01011CA
ROSEMOUNT压力变送器3051TA2A2B21AB4M5
ROSEMOUNT液位计590A4AVQ4
ROSEMOUNT超声波液位计3102HA1FRCNAST
罗斯蒙特温度变送器644H5J6M5
罗斯蒙特导波雷达物位计5301HA1H1N3AM0230NAM1C1
罗斯蒙特差压变送器3051TG4A2B21AB4K5M5
ROSEMOUNT导波雷达物位计5301HA1S1V3AM0225HBNAM1C1
ROSEMOUNT雷达物位计5301HA1H1N4AM00190IBE1C1
ROSEMOUNT物位计3301HA1S1V3AM0345RA2AM1C1
罗斯蒙特导波雷达液位计5301HA1H1N3AM0140ADNAM1C1
罗斯蒙特压力变送器3051TG1A2B21AB4K5M5
罗斯蒙特雷达物位计54
罗斯蒙特雷达液位计5900SPF2FI5R2AG1H8SPV8Z0ST
罗斯蒙特压力变送器3051TG2A2B21AB4E5M5
罗斯蒙特液位计5301HA1H1N3AM0340AANAM1C1
ROSEMOUNT液位计3301HA1S1V3AM0370RAE1M1C1
ROSEMOUNT温度变送器4
罗斯蒙特导波雷达物位计5301HA1S1V3AM0125AANAM1C1
罗斯蒙特温度变送器644HAE5J5M5
ROSEMOUNT导波雷达物位计5301HA1H1N3AM00080AANAC1
ROSEMOUNT雷达液位计5301HA1S1E5BM01900BBE1M1C1
罗斯蒙特雷达物位计3301HA1S1V4AM0180BANAM1C1
罗斯蒙特液位计5301HA1H1N3AM0230NAM1C1
罗斯蒙特导波雷达液位计3301HA14
ROSEMOUNT雷达物位计5900SPF14
本公司主要欧美原装工业控制产品及电子仪器仪表，价格好，货期短，原装，货源充足，型号，可以提供报关单。我们一直致力于引进知M 的高质量工业自动化仪器仪表和技术，现已与多家欧美公司建立代理合作关系，产品广泛应用于石油化工、机床、电力、冶金、电子、汽车等行业。
罗斯蒙特物位计在使用中常见的故障与解决方法。1、导波雷达液位计测量数据无变化，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。2、导波雷达液位计导波筒内壁不光滑，影响数据测量。将导波雷达液位计导波筒抽出，检查导波雷达液位计导波筒内壁不光滑，存在毛刺现象，用工具打磨之后，互换位置统一下装，下装前用水平仪测量确保垂直度良好，观察波形曲线，恢复正常。导波筒内壁保持光滑度，安装时确保与油箱底部相垂直，严禁倾斜下装。
ROSEMOUNT导波雷达液位计中，单片机MSP430F149 输出到信号调理模块主要有三路信号 PWM0、PWM1、PWM2，其设置程序在定时器初始化函数中已经给出。PWM0信号是 460KHz 的周期性方波信号，是通过对外部晶振分频直接从 SMCLK 端口输出的。在导波雷达液位测量过程中，PWM0信号主要用于调制产生窄脉冲发射信号，再经延时电路处理后，作为采样信号对反射信号进行等效时间采样，还为 HART芯片提供时钟信号。两路信号 PWM1 和 PWM2 是由单片机内部定时器控制从特定的 I/O 端口输出，其周期是0.1s、占空别是 30% 和 35%。
罗斯蒙特 5300 系列是一款的 2 线制导波雷达 (GWR) 变送器，用于液体、浆料、固体中的 复杂液/料位和界面测量。它采用我们 30 年久经考验的雷达知识，其设计旨在提高工厂的收益。 5300 拥有您期望的*过程雷达应具有的优点，包括 出的性、*的性、简便的可操作性以及无限制的连通性。
直接开关技术与其他 2 线制导波雷达变送器相比，它具有更强的雷达信号，可提供的测量性能和性。
导波杆末端探测功能在介电性低的产品中也能进行长距离测量。
利用校验反射器功能可从控制室简捷地进行变送器完整性测试。
通过智能电流接口改进 EMC 性能，从而提高性。
轻松集成到新建的或现有工厂管控网中，并可选择具有叠加 HART、modbus 输出或 FOUNDATION ? 现场总线的 4-20 mA 方案以便于全面支持 PlantWeb? 警报。
功能强大且易于使用的 组态工具。
提供 全系列导波杆，几乎覆盖应用，包括用于 温度和压力的严苛工况的导波杆。
雷达变送器强大的模块化设计和 M*riableTM配置降低了成本，提高了性。
几乎不受应用工况影响，例如 灰尘、蒸汽和干扰性障碍物。
按照 IEC61508 在单用模式下通过 SIL2 认，冗余模式下通过 SIL3 认
罗斯蒙特 9901－ 用于过程液位仪表的高品质旁通管
706-512A-010/7CS-1100-A2N-20-3100导波雷达液位计生产厂商
主要规格产品5301 型用于测量液位或界面（界面测量适合于*浸入导波杆）。
5302 型用于测量液位和界面。
5303 型用于测量固体物位。测量原理 时域反射原理 (TDR)测量范围 长达 164 ft. (50 m)介电常数使用安装在旁通管的同轴导波杆或单缆导波杆测量时小为 1.2，其他导波杆为 1.4。请参阅 《产品数据表》了解完整的数据规格。导波杆材质不锈钢、 合金400 、 合金C276 (UNS N10276) 或 PTFE 涂层的不锈钢参考精度±3 mm (± 0.1 in. ) 或 ± 0.03% 测量距离，以者为准重复性±1 mm (± 0.04 in.)输出模拟量4-20mA叠加HART® 信号
FOUNDATION® 现场总线
Modbus过程温度 752 ºF (400 ºC)。请参阅 《产品数据表》了解完整的数据规格温度-320 ºF (-196 ºC)过程压力模拟量4-20mA叠加HART® 通讯 和 FOUNDATION® 现场总线防爆认本质 (IS) 或防爆/防火认（ATEX、CSA、IECEx、FM...）显示单元5 位集成式显示器（可选）输出变量液/料位，界面，空高，界面距离，上部产品厚度，体积，液位速率，信号强度，壳体内部温度，百分比量程外壳带双腔室的聚氨酯涂层模铸铝制或不锈钢 外壳。外壳防护等级Type 4X、IP66、IP67现场总线功能链路主设备（备用 LAS），PlantWeb 警报信息，设置向导现场总线模块资源模块、3 个转换模块、6 个模拟输入 (30 ms)、PID (40 ms)模块、计算模块、输入选择器、输出选择器 (65 ms)、信号表征器 (75 ms)组态工具罗斯蒙特 Radar Master、375 现场手持通讯器、AMS Suite:智能设备管理器、DeltaV 或其他兼容 DD 或 EDDL 的主机系统。
瑞士ABB导波雷达液位变送器*
MT系列导波雷达是目前世界上获得IEC 61508 认可用于SIL2和SIL3环境下的物位变送器。
导波雷达的自监控功能可以不间断的检测有可能引起失效或虚假信号的故障。 此设备别具特地将图像化显示并入到全数字化电子模块中。利用这种新的模式，ABB同时实现了在模块上波形显示和易于操作的选择式菜单设置。为了便于在*范围内的调试， 菜单的语言有多种不同选项。微波脉冲通过刚性探杆或柔性钢缆直接传导到被测介质表面。 整体无活动部件， 并且由于发散角小而无能量损失。
客户获益:微波不受温度, 压力, 比重和蒸汽的影响安装简单无活动部件连续不断的轻微挂料不影响测量适用于真空环境与非接触式雷达和超声波变送器不同, 无需担心发散角更多能量可以返回, 测量更无复杂设定, 不需要计算机和程序员嵌入式波形显示屏幕 (示波器)
适用行业:油气精炼制和生物技术电厂纸浆造纸钢铁化工食品和饮料海运
瑞士ABB导波雷达液位变送器*
MT5100系列导波雷达变送器别具特地将图像化显示并入到全数字化电子模块中.
利用这种新的模式，ABB同时实现了在模块上波形显示和易于操作的选择式菜单设
置。
MT5000系列导波雷达变送器别具特地将图像化显示并入到全数字化电子模块中。
利用这种新的模式，ABB同时实现了在模块上波形显示和易于操作的选择式菜单设
置。 为了便于在*范围内的调试，菜单的语言有多种不同选项。 MT5000系列
导波雷达变送器在苛刻的应用工况下表现出*的性能。 微波脉冲通过刚性探杆
或柔性钢缆直接传导到被测介质表面。 整体无活动部件， 并且由于发散角小而无
能量损失。 多种腔体连接器和探杆形式可选，以满足不同工况需求， 例如缓冲
罐、加热器、成品罐和分离器。标准的探杆材质为316L不锈钢， 另外有其它材质
可供选择， 比如用在酸性或腐蚀性工况下的哈式合金和蒙乃尔材质。
特点只需一个过程接口就可以同时测量液位和界位图形化波形显示全数字化电子技术信号不足报警多种接液材质可选雷达波沿着导杆传播-消除需要回波和可大限度减少信号损失无活动部件2线制回路供电长度由0.3~19.8米探杆类型有硬杆, 软缆和同轴