WT-IMCRD93G雷达料位计厂

　　WT-IMCRD93G雷达料位计厂

　　雷达物位传感器的测量原理

　　雷达物位传感器基于时域反射（TDR）原理，通过发射26GHz或80GHz高频电磁波并计算回波时间差实现物位测量。电磁波在空气中传播速度接近光速（3×10⁸m/s），1ns的时间分辨率对应15cm的测量精度。某石化储罐实测显示，80GHz传感器对ε=1.8的柴油测量误差仅±2mm，比超声波传感器精度提高5倍。最新相位干涉技术可识别0.1°的相位变化，将分辨率提升至0.1mm级。传感器通常采用FFT算法处理回波信号，能在-40～200℃环境稳定工作。

　　关键词:BX-G3028 高精度导波雷达液位计

　　分体式导波雷达液位计  导波雷达物位仪  液位计  雷达液位计

　　技术参数:

　　适用介质:液体，是高温高压环境里的液体  应 用:密封罐，压力较大的液体测量   防爆认:Exia IIC T6 Ga/ Exd IIC T6 Gb   测量范围:15m     频率:500MHz-1.8GHz  天 线:单杆或单缆式     测量精度:±10mm  过程温度:（-200～400）℃  过程压力:（-0.1～40）MPa  信号输出:（4～20）mA/HART  现场显示:四位LCD  可编程  电源:两线制（DC24V)/四线制（DC24V/AC220V）  外壳:铝 单腔/铝 双腔/塑料/不锈钢 单腔  过程连接:螺纹/法兰（选配）

　　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。

　　近期有很多小伙伴想要购买导波雷达料位计，他提出什么是导波雷达料位计以及其优点有哪些。那么今天我就向大家来简单地讲一讲，什么是导波雷达料位计以及其优点有哪些。

　　导波雷达料位计是一款利用雷达原理来进行工作的流量测量仪表，它具有低维护、性高、使用寿命长等优点。另外它还有一个优点就是它可以在高温高压以及恶劣的环境下使用，可以根据不同的料位进行连续的测量。

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　　JCRD导波雷达液位计价格，JCRD导波雷达液位计供应，JCRD导波雷达液位计安装导波雷达液位计

　　产品型号:JCRD73导波雷达液位计，可发出高频率微波，沿着探杆传播，由于遇到被测介质，介电常数突变，引起反射。发射脉冲与反射脉冲的时间间隔与被测量介质的距离成正比。同时，导波雷达也可以测量两种不同介质的界面，充分利用介质的介电常数的不同。脉冲的工作方式可测小介电常数介质，并适用于各种金属，非金属容器内,对人体及环境无伤害。

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　　应用范围:

　　JCRD系列导波雷达液位计:适应各种存储容器或过程计量环境，液体、浆料、固体比如:原油、清油储罐，原煤、粉煤仓位，挥发性液体储罐，焦碳料位，浆料储罐，固体颗粒。

　　1、雷达液位计可以测量液体、固体介质比如:原油、浆料、原煤、粉煤、挥发性液体等；

　　2、可以在真空中测量可以测量介质常数>1.8的介质，测量范围可达35m；

　　3、供电和输出信号通过一根两芯线缆（回路电路）,采用4…20mA输出或数字型信号输出；

　　4、非接触式测量安装方便采用其稳定的材料牢固耐用，分辨率可达1mm；

　　5、不受噪音、蒸汽、粉尘、真空等工况影响；

　　6、不受介质密度和温度的变化，过程压力可达40bar,介质温度可达300℃；

　　7、安装方式有多种可以选择:顶部安装、侧面安装、旁通管安装、导波管安装；JCRD导波雷达液位计价格，JCRD导波雷达液位计供应，JCRD导波雷达液位计安装导波雷达液位计

　　技术参数:

　　应用:双杆:液体及固体测量，是小介电常数的液体和固体，复杂过程条件。

　　z大量程:6m

　　测量精度:±3mm

　　过程连接:法兰  螺纹

　　探测组件材料:不锈钢304 / 316L / PTFE

　　过程温度:-40…250 °C

　　过程压力:-1.0…20bar

　　信号输出:两线制 4…20mA/HART

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　　ROSEMOUNT导波雷达液位计是一种高精度、高稳定性的液位测量仪器，它采用导波雷达技术，能够对各种液体进行准确的非接触式测量。它广泛应用于石化、制、食品饮料等行业中，成为了液位测量领域中的佼佼Z。

　　一、罗斯蒙特导波雷达液位计的基本原理

　　导波雷达液位计采用的是微波的传播原理，其基本原理是:发射一定频率的微波信号，微波信号沿着传输线传输，并被传输材料反射回来。设液位计的工作频率为f，微波信号通过传感器发射到物料中后，会在介电常数ε和介质的损耗因子tanδ的共同作用下，由于反射衰减而逐渐减弱，当微波信号的强度低于一定的阈值时，传感器将识别物料表面。

　　二、罗斯蒙特导波雷达液位计的特点与优势

　　1.高测量精度:ROSEMOUNT雷达液位计具有G的测量精度，可以实现到毫米级别的液位测量。

　　2.强适应性:导波雷达液位计的工作原理不受物料性质、材料厚度和容器形状等因素的影响，具有很强的适应性。

　　3.不受温度和压力影响:导波雷达液位计采用雷达技术，不受温度和压力的影响，适用于高温、高压等D环境下的液位测量。

　　4.安装方便:导波雷达液位计具有体积小、重量轻、结构简单等特点，安装方便，维护简单。

　　5.响应:导波雷达液位计能够响应液位变化，实时反馈结果，帮助用户有效地监测液位状态。

　　三、ROSEMOUNT雷达液位计的应用领域

　　ROSEMOUNT雷达液位计广泛应用于石化、制、食品饮料、水处理等行业中，用于油罐、成品油罐、储罐、储槽、烘干器、搅拌罐、加工装置等的液位测量。在化工行业，导波雷达液位计可用于反应釜等高温、高压环境下的液位测量。在食品饮料行业，导波雷达液位计可以对各种液体进行准确地测量。

　　四、罗斯蒙特导波雷达液位计的维护与保养

　　1.定期检查仪器:罗斯蒙特雷达液位计需要定期检查仪器的电缆、传感器、线路等部分是否存在结垢、腐蚀等情况，及时清洗、更换。

　　2.适时校正仪器:由于液体的介电常数和温度等因素的影响，可能会对仪器的读数产生一定影响，因此需要适时校正仪器。

　　3.严格遵守使用规程:罗斯蒙特雷达液位计的使用过程中需要严格遵守操作规程，其正常工作，对设备造成不必要的损坏。

　　4.保持周围环境清洁:罗斯蒙特雷达液位计周围的环境需要保持清洁和干燥，避免灰尘、湿气等因素对仪器的影响。

　　五、结语

　　ROSEMOUNT导波雷达液位计具有高精度、高稳定性、广泛适应性等优点，是液位测量领域中的佼佼Z。在使用过程中需要严格遵守操作规程，做好维护和保养工作，以确保其长期稳定运行。

　　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被测介质的距离成正比。

　　由于采用了的微处理器和的 Echo Discovery 回波处理技术，导波雷达物位计可以适用于各种复杂工况及应用场合。如:高温、高压及小介电常数介质等；而采用脉冲工作方式，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。

　　本产品适用于非防爆场合，如需防爆产品需注明

　　在整个量程范围内确定缆或棒不要接触到内部障碍物，因此安装时应尽可能避开管内设施，

　　如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。另外需注意缆或棒不得与加料料流相交。

　　安装仪表时还需注意:高料位不得进入测量盲区；仪表距离罐壁保持一定的距离；

　　仪表的安装尽可能使缆或棒的方向与被测介质的表面垂直。

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　　德国E+H导波雷达液位计FMP52

　　FMP51  带涂层的探杆，适用于腐蚀性的介质的液位测量

　　应用

　　• FMP51 - Premium 仪表，用于液位测量和界面测量

　　• FMP52 - Premium 仪表，带涂层探头，用于腐蚀性液体的测量。接液部件采用

　　认和 USP Cl. VI 认材料

　　• FMP54 - Premium 仪表，主要用于高温和高压应用场合中的液体测量

　　• 较大量程:45 m (148 ft)

　　•

　　过程连接:3/4"螺纹，或法兰

　　•

　　温度范围:–196…+450 °C (–321…+842 °F)

　　•

　　压力范围:–1…400 bar (–14.5~5 800 psi)

　　•

　　提供下列系统集成接口:

　　– 4...20 mA HART (模拟量信号)

　　– PROFIBUS PA (Profile 3.02)

　　–

　　基金会现场总线(FF)

　　•

　　可以进行限位监控(低限(MIN)、高限(MAX)、量程范围内)，具有 SIL 2 (单台仪

　　表测量)或 SIL 3 (同构冗余测量)等级，

　　通过 TÜV 认，符合 IEC 61508 标

　　准

　　优势

　　•

　　测量:

　　–

　　存在波动液面和泡沫液面时

　　–

　　介质类型改变时

　　–

　　存在粉尘的应用场合中(仅适用于 FMP54)

　　•

　　适用范围广

　　•

　　内置数据储存单元

　　•

　　工厂预标定探头长度

　　•

　　全中文显示的直观菜单引导式操作方法

　　•

　　便捷地集成至控制系统或资产管理系统中

　　• 准确的仪表诊断和过程诊断，有助于发现问题

　　•

　　防爆认:ATEX、IEC Ex、CSA、FM、NEPSI

　　压力设备指令(PED) (仅适用于 FMP54)

　　3A 认(仅适用于 FMP52)

　　物位，流量，压力，水分析测量测控:德国E+H，德国VEGA，北京瑞普三元压力传感器， 美国EMA流量传感器， 公众平台:西安宏略贸易有限公司。 水分析:CPM223，CPM253，CM442，CPS11，CPS11D等；物位计:FMR10, FMU30. FMU40等；压力变送器:P31  PMP11，PMC11,PMC131 等现货。

　　文章结合导波雷达液位计在环己烷罐液位测量应用及故障处理实例，总结了导波雷达液位计维护经验工仪表供参考和借鉴。

　　设备简介及工艺生产状况

　　1、设备简介

　　昌晖导波雷达液位计由雷达变送器和导波探杆两部分构成，为两线制仪表。导波雷达变送器匹配的探杆形式有同轴杆式、防腐蚀护套杆式和单缆式三种。

　　导波雷达液位计的高频振荡器周期性发射低功率毫微秒级微波脉冲，通过浸入工艺介质的探杆引导雷达波脉冲向下传导，当雷达脉冲抵达具有不同介电常数的介质接触界面时，部分能量被反射回变送器。反射强度取决于被测产品的介电常数。介电常数越高，反射强度越大。根据发射脉冲(参考脉冲)与接受到反射脉冲之间的时间差被换算成距离，由此计算出总体液位或界面位置。计算公式为:L=C×t/2，公式中L为基准面到液面间的距离，单位为m；C为雷达波传递速度，单位为300000km/s；t为雷达波从发射到接收反射回波的时间间距，单位为s。

　　传感器接收到微波有固定回波、界面反射波及其他杂波。一般通过设置阈值参数、介电常数、灵敏度来屏蔽掉固定回波及杂波，从而测量的准确。导波雷达液位计为智能型仪表，带有HART通讯功能、回路测试功能及自诊断功能。

　　2、工艺生产状况

　　以醇酮装置罐体04LT2102导波雷达液位计为例 。04LT2102用于测量原料罐罐体液位，其测量值传递到DCS系统后，系统里的自动调节回路根据工艺条件的变化对罐体原料液位进行调节，目前大部分石化装置的罐体液位测量都采用导波雷达液位。

　　导波雷达液位计典型故障分析处理

　　故障一:参数设置错误，仪表出现问题

　　由于导波雷达液位计安装后不具备调试条件，售后服务人员采用“盲设定”方法(即不需要实际介质、根据仪表设计数据表的介质物理参数直接标定的方法)设置仪表参数，到醇酮装置水联运时，发现部分导波雷达液位计指示不准。

　　分析处理:按照经验，先检查导波雷达液位计参数设置。通过HART475与变送器通讯后查看参数设置情况，经过检查导波雷达液位计常用参数设置，发现该仪表参数设置错误，修正参数后观察一段时间后指示正常无误。

　　故障二:导波管上部憋压，导致管内页面不能上升

　　在现场共有5台导波雷达液位计在液位升到一定值后变化缓慢直到液位无变化，而现场确认容器内连续进料，现场磁翻板液位计液面仍在上升。

　　分析处理:首先检查确认导波雷达液位计的参数设置正常，排除仪表参数设置的故障问题。然后，检查仪表安装现场，仔细观察发现，导波雷达液位计为顶部安装，容器为常压，为了达到较好的使用效果，在容器内设计了DN80的导波管。在打开连接法兰时，发现液位计导波管内带压，此时液位变化正常。由此判断导波管上部憋压，导致液位上升到一定位置后不能再上升了。在水联运后确认判断正确，开气相补偿孔处理后液位计工作正常。

　　故障三:导波雷达液位计钢缆碰壁

　　在装置开工投料过程中，发现导波雷达液位计波动较大，在20%-65%之间跳变。再次确认导波雷达液位计参数设置正确。通过对一次表及传感器进行联校，参数指示正常，排除一次表及传感器的故障。

　　分析原因:

　　①出料泵P41105设计功率较大，在投料过程或装置进入状态时，出料泵回流量达到240m3/h左右，而导波雷达液位计为单缆式，造成导波缆绳摆动过大而碰壁。同时有导波缆绳下挂重锤配重太轻的可能。

　　②固定在容器内的DN80导波管过长，达9米，可能存在受力后弯曲，导致导波缆绳离管壁距离过近，容易碰壁。

　　处理措施:由于容器无现场液位计，装置生产需要，决定采用临时测量手段解决过程液位测量问题，采取在容器及所附设备上取静压的方式满足生产，如图1所示。考虑容器内密封氮气压力恒定，停车退料泵P41103在生产时不使用，在其出口处采用现场差压变送器表取压力，在DCS系统上显示液位，同时在现场YR-ER101差压变送器面板上交替显示液位与压力。等到装置停车改造时校正导波管，并增加导波管支撑，增加重锤配重后。再次开车确认导波雷达液位计工作正常。

　　图1 环己烷罐进出料工艺流程图

　　导波雷达液位计是一种适应性强，安装调试方便，维护工作量小的优秀智能仪表。可以广泛应用与石油化工生产的容器液位测量，其测量效果也是比较显著。在实际应用中，应该注重过程的维护，严格按照 《导波雷达液位计使用说明书》进行安装操作，以免引起重大事故的发生。

　　点击图片进入导波雷达液位计选型页面

　　导波雷达液位计维护经验

　　下面昌晖仪表总结几点维护经验仅供技术人员的参考:

　　1、反复了解工艺流程，联系DCS控制系统，准确设置导波雷达液位计参数。

　　2、熟悉导波雷达液位计本身的性能，了解其结构特征及现场使用的环境。

　　3、充分分析导波雷达液位计安装的实际工艺情况，区分是工艺的原因还是仪表本身的原因。

　　4、在现场处理时，将导波雷达液位计与同一罐体其他液位仪表进行分析比对，增加故障判断的依据，可以有效提高导波雷达液位计故障处理的速度和准确度。在没有其它液位仪表时，建议增设，比较重要的地方除了要求采取现场指示外还应该同时增加远传功能，如采用双法兰液位计或磁翻板液位计。

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