MUDE695DCCV3LMB10雷达物位计厂家
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。
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-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)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。
1、能耗低。信号能量小,为信号至液面往返传输提供一条快捷的通道,信号的衰减保持在小限度,因而可用以测量介电常数低的介质液位;另外由于导波雷达耗能小,供电回路不是单独的交流供电,从而大大节省了安装费用。
2、信号在传输中不受介质波动和储罐中的障碍物等的影响,因而仪表所接收到的返回信号能量相应较强,而且返回信号中的干扰性杂散信号小,基本对测量信号无影响。
3、介质介电常数的变化对测量性能影响不大,导波雷达和常规雷达一样,采用传输时间来测量介质液位,信号自介质表面或水面反射回传的时间一样。不同的只是信号幅度的差别,普通雷达需考虑介质的影响,比较难辨识真正的液位信号,而导波雷达仅需测量电磁波的传输时间即可,无需信号的处理和辨别。
4、介质密度的变化不影响测量,介质密度的变化影响浸没于介质中物体所受到的浮力,但不影响电磁波在波导体中的传播。
5、雾气和泡沫不影响测量,由于电磁波不通过空间传播,因而雾气不会引起信号的衰减,泡沫也不会对信号进行散射而损失能量。
MUDE695DCCV3LMB10雷达物位计厂家
导波式雷达液位计采用了100MHz~1.8GHz的发射频率,不锈钢包四氟杆式探头,安装方式四氟翻边法兰。测量对象为腐蚀性液体,大量程为四氟杆6米、四氟杆25米。
导波式雷达液位计是我公司生产的采用微波技术来检测料位的高科技产品,该仪表充分利用了微波具有很好穿透性、对恶劣环境及被测物料适应性强等特点,采用世界上先*的大规模集成电路,将雷达原理、数字信号处理技术和傅里叶变换(FFT)技术。采用连续式乍动测量,能测量液体、固体(块状、粉状)料位,具有测距远、精度高等特点。
一、工作原理:
导波雷达液位计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。从而计算出探测组件顶部被测介质表面的距离,被测容器总高度是已知数,进一步可得出介质的物位高度。
二、主要特点:
导波雷达液位计具有低维护,高性能、高精度、高性,使用寿命长等优点。在与电容,重锤等接触式仪表相比较,具有*的*性。微波信号的传输不受大气的影响,所以它可以满足工艺过程中挥发性气体、高温、高压、蒸汽、真空及高粉尘等恶劣环境的要求。
三、技术参数:
1.测量对象:腐蚀性液体
2.测量范围: 杆式6m、缆式25米;
3.过程连接:法兰DN50,DN80,DN100,DN150;
4.介质温度:-40~120℃;
5.过程压力: -0.1~2.0MPa;
6.工作频率: 100MHz~1.8GHz;
7.测量精度: ±10mm;
8.分辨率: 1mm;
9.采样: 回波采样54次/s;
10.输出电流信号:4~20mA+ HART通讯协议;
11.电源: 24VDC(±10%)纹波电压:1Vpp;
12.耗电量: max22.5mA ;
13.外壳防护等级:IP68;
14.防爆等级:EXiaIICT6 ;
15.两线制接线:仪表供电和信号输出共用一根两芯电缆;
16.电缆入口:M20×1.5(电缆直径5~9mm)。
昌晖仪表介绍一种由双法兰液位变送器和导波雷达液位计组成的真空制盐蒸发罐液位测量技术方案,本方案大程度克服生产中强腐蚀、结晶堵塞、真空、高温、泡沫等因素对仪表的影响,经制糖、海绵钛和制盐的真空蒸发室液位测量应用,明此真空蒸发室液位测量系统可长期、稳定和地运行。
真空制盐是当今世界普遍采用的现代化制盐方法,指卤水在不同真空压力状态下的蒸发罐中进行蒸发,逐级浓缩、结晶制盐的过程。制盐过程中核心工序是蒸发,生产中通过蒸发罐中液位变化计算水分蒸发量,并达到控制溶液浓度的目的。生产中,强腐蚀、结晶堵塞、真空、高温同时存在,导致制盐蒸发罐液位测量仪表损坏率高,生产自动化控制系统无法正常运行。论文将重点阐述真空制盐蒸发罐液位测量方法。
真空制盐蒸发工艺
真空蒸发技术起源于1812年英国糖厂的单效真空蒸发,1887年美国将此技术用于制盐,1940年开始应用于中国制盐行业。
图1 真空制盐流程图
蒸发是液体表面发生汽化或溶液部分汽化的现象,蒸发时液体不断吸收热量,温度越高蒸发越快,溶液沸腾时蒸发速度快。根据蒸发罐内压力,蒸发分为加压蒸发、常压蒸发或负压蒸发,在负压下的蒸发,我们称为真空蒸发。应用广的是采用强制循环真空蒸发器,如图2。
图2 强制循环真空蒸发器
制盐企业为提高竞争力,不断降低成本、提高产品质量,同时满足减排,就对蒸发工艺进行改进,提高自动化控制水平,使蒸发效率达到佳状态。
实行多效蒸发生产目的是为了多次重复利用二次蒸汽,以降低单位产品的能耗,有效节约能源。蒸汽利用的次数就是效数。蒸发效数越多,蒸汽用量越少,能耗越低,但效数增多,会增加设备成本。
真空制盐主要过程为蒸汽加热一效卤水,排出的二次蒸汽逐效加热下一效卤水。通过逐效蒸发,使盐浆增稠,稠料液去离心机脱水,即为盐。每一效蒸发的关键是控制盐浆的浓度,而盐浆有较强腐蚀性、容易结垢、粘结,浓度直接测量,通常是通过在封闭蒸发室中蒸发前后的液位比来间接控制盐浆浓度。所以制盐蒸发罐液位测量是真空制盐重要的参数。
真空制盐蒸发罐液位测量技术方案
1、原用方案分析
用人工监测液位的方式,提高产品质量和生产效率,人们逐渐用“摄像视频+雷达液位计”,实现自动化实时控制,如图3,应用脉冲雷达液位计连续测量旁通管中的液位。
图3 雷达液位计+窥镜液位测量法
此方案在实际应用中,因盐浆结垢,水平连通管、旁通管经常发生堵塞问题,造成旁通管内液位假象,需频繁停车,拆装法兰并清洗管道。蒸发中,盐浆在蒸发室内因搅拌产生大量的泡沫,使脉冲雷达液位计测量液位假象。人工清洗工作量大,生产成本高,液位测量不准,自动控制连续运行。
2、可长期运行的真空制盐蒸发罐液位测量技术方案
随着仪器仪表技术的发展,市场上已出现真空的液位变送器以及管道清洗技术,为真空制盐蒸发液位监测提供了新思路。在设计、应用中,建议液位监测采用“法兰差压变送器+导波雷达液位计+窥镜”三重组合冗余方案,确保测量的准确性、性、性。设计与安装方案,如图4。
图4 真空制盐蒸发罐液位测量双法兰液位变送器+导波雷达液位计+窥镜液位监测方案
①方案设计说明
a、蒸发室与旁通管间的连接管,从水平改为斜角,角度控制在20°左右,延长结垢清洗周期;
b、在连通管上安装冲洗环和截止阀,可定期自动清洗;
c、在旁通管面部安装雷达液位计;
d、在旁通管另一侧安装20°斜角的法兰短管,再安装双法兰液位变送器,用于液位直接测量。同时在法兰之间加装冲洗环(结构如图5),冲洗环上配置冲洗用截止阀,可定期清洗;
图5 清洗环结构示意图
e、在旁通管底部可加装一个清洗阀门,大修时可以使用;
f、在蒸发室面部,仍安装采光窗和视频摄像窗;
g、旁通管内径建议在300mm以上,由于蒸发液位较高,毛细管较长,建议采用DN80法兰。
②方案优势
a、双法兰液位变送器可直接测量液位,消除蒸发过程中搅拌产生的泡沫对雷达测量产生的误差,提高测量精度和产品质量;
b、能连续准确测量液位,为生产过程实现自动化控制提供依据;
c、雷达液位计与双法兰液位变送器组合,实现冗余监控,提高自动化控制系统性;
d、倾斜的连接管、法兰短管,可以减少沉淀结垢物的堆积,也便于冲洗;
e、配置冲洗环与截止阀相连,好是电动截止阀,用程序控制,定期对连接管、法兰、旁通管进行清洗,减少管道结垢堵塞的问题,提高设备维护效率, 降低维护成本;
f、保留窥镜,配置视频窗口,以便观察、巡视。
真空制盐蒸发罐液位测量仪表选择与配置
根据上述设计方案,还需配置合适的仪表,才能确保装置正常运行。
1、雷达液位计的选择
在制盐真空蒸发中,卤水因搅拌产生的较厚泡沫,会对脉冲雷达液位计造成干扰,应选用缆式导波雷达液位计,以此测量的性和测量精度。
2、双法兰液位变送器的选择
真空制盐蒸发工段,介质具有腐蚀性、易结晶沉淀,而且环境存在腐蚀性气体,选择双法兰液位变送器时,考虑以下因素:
①双法兰液位变送器的法兰膜片材质建议选择钽材。
②双法兰液位变送器壳体材质可选择316不锈钢。
③冲洗环可选择316L。为结晶颗粒较大,不易排出,建议冲洗孔选择1/2NPT。
④变送器类型选择:真空制盐蒸发器的高度通常在6m以上,属于密封容器,根据方案应选择通径DN80以上的带测量筒的双法液位兰变送器。常见多效真空蒸发,在Ⅰ效、Ⅱ效工作为正压,Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效为负压。根据操作压力,Ⅰ效、Ⅱ效可选择标准的双法兰液位变送器,而Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效蒸发器,需选择专门为真空环境定制生产的双法兰液位变送器。
根据上述条件,各效蒸发罐液位测量所用双法兰液位变送器选型基本要求可参考表1。
表1 各效蒸发器液位测量所用双法兰液位变送器设计选型基本要求
以上设计安装方案,已在制盐、制糖、海绵钛产业中得到成功试用,充分明此方案可有效解决真空蒸发中因泡沫、结晶、真空、强腐蚀产生的液位测量难题。
其他建议
真空制盐,一般采用差压变送器配合孔板节流装置测量蒸汽、卤水和盐液流量。近年来,许多厂家应用电磁流量计测量盐液流量。但环境对碳钢法兰造成了严重的腐蚀,导致内衬PTFE发生变形损坏。因此,昌晖仪表建议选择的电磁流量计内衬PTFE材质,并要求法兰为316L材质。
参数: 工作频率:100MHZ-1.8GHZ
测量范围:缆式:0-30m;杆式、双杆式、同轴管式: 0-6m;
重复性:±2mm
分辨率:1mm
输出电流信号:4-20mA
:>ZWRD702导波雷达液(物)位计:
一、仪表概述:
导波雷达液位计主要技术达到或优于国内外同类产品,且安装调试简便,可以单台使用,也可组网使用具有低维护,高性能、高精度、高性,使用寿命长等优点。微波信号的传输不受大气的影响,所以它可以满足工艺过程中挥发性气体、高温、高压、蒸汽、真空及高粉尘等恶劣环境的要求。该产品适用于高温、高压、真空、蒸汽、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境。可对不同料位进行连续测量。
二、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,发射能量很低的短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式或杆式探头传导,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表 内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。一种的时间延伸方法可以确保短时间内稳定和测量。即使工况情况比较复杂,存在虚假回波,用微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。
1、输入:
反射的脉冲信号沿缆式或杆式探头传导至仪表电子线路部分,微处理器对此信号进行处理,识别 出微波脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成,距离物料表面的距离D与 脉冲的时间行程T成正比:D=C×T/2 其中C为光速因空罐的距离E已知,则物位L为:L=E-D;
2、输出:
通过输入空罐高度E(=零点),满罐高度F(=满量程)及一些应用参数来设定,应用参数将自动 使仪表适应测量环境。对应于4…20mA输出;
3、测量范围:
F-测量范围;E-空罐距离;B-顶部盲区;H-探头到罐壁的zui小距离 顶部盲区是指物料zui高料面与测量参考点之间的zui小距离。 底部盲区是指缆绳zui底部附近无法测量的一段距离。 顶部盲区和底部盲区之间是有效测量距离;
4、注意: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。
三、数据处理:
雷达通过输入空罐高度L(=零点),满灌高度H(=满量程)及一些应用参数来设定,应用参数将自动使仪表适应测量环境。是对应于 4-20mA输出。
四、适用场合:
适用于高温(350℃)、高压、真空、蒸汽、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境。可对不同料位进行连续测量。该仪器主要技术达到或优于国内外同类产品,且安装调试简便,可以单台使用,也可组网使用,可广泛应用于冶金、建材、能源、石化、水利、粮食等行业。
五、性能特点:
1、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,zui高测量温度可达800℃,zui大压力可达5MPa,并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。
2、防挂料:*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。
3、免维护:测量过程无可动部件,不存在机械部件损坏问题,无须维护。
4、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。
5、准确: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。
六、技术:
1、工作频率:100MHz-1.8GHz;
2、测量范围:缆式:0-35m杆式、同轴式:0-6m;
3、重复性:±3mm ;
4、分辨率:1mm;
5、采样:回波采样54次/s;
6、 响应速度:>0.2S(根据具体使用情况而定);
7、精度:<0.1%;
8、输出电流信号:4-20mA ;
9、通讯接口:HART通讯协议;
10、过程连接:G1-1/2,G3/4法兰:DN50,DN80,DN100,DN150;
11、过程压力:-1~60bar ;
12、电源:24VDC(±10%)纹波电压:1Vpp;
13、耗电量:max22.5mA;
14、环境条件:温度:-40℃~ 250℃;
15、外壳防护等级:IP68;
16、防爆等级:EXiaIICT6 ;
17、两线制接线:仪表供电和信号输出共用一根两芯电缆;
18、电缆入口:M20×1.5(电缆直径5~9mm)。
七、安装指导说明:
下述安装指导适用于杆式和缆式探头,管式探头测量与安装方式无关。
安装位置:
1、距离罐壁的距离建议为罐直径的1/6-1/4(至少300mm,混凝土罐至少400mm);
2、不要安装在金属罐中间;
3、不要装在下料口处;
4、选择探头长度时,注意探头底部距罐底约大于30mm;
5、注意介质温度。
罐内障碍物:
1、安装时注意探头距离障碍至少200mm。
干扰的祛除:
1、干扰回波抑制:软件可实现对干扰回波的抑制,从而达到理想测量效果;
2、旁通管及导波管(仅适用于液体)对于粘度不打于500cst,可采用旁通管,导波管或管式来避免干扰。
液体标准安装:
对于粘度≤500cst且不易产生粘附的介质,管式探头是理想方案,其特点如下:
性;
1、可用于介电常数大于等于1.4的介质,测量与介质的导电性无关;
2、罐内障碍物及短管尺寸不影响测量;
3、比杆式探头能承受的横向压力高;
4、对于高粘度的介质,建议使用杆式探头。
卧罐及立罐上的安装:
1、管式探头及杆式探头zui长可到6米对于测量距离超过6米的罐,可选用8mm缆式探头;
2、安装及固定方式同固体粉仓测量;
3、对距罐壁的距离无限制,只要避免探头接触罐壁;
4、如果罐内障碍物比较多或过于靠近探棒时,请选用管式探头。
腐蚀性介质测量:
1、如果测量腐蚀性介质,可选用杆式探头套一个塑料套管进行测量。
八、测量条件注意事项:
1、测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算,但在情况下,若罐低为凹型或锥形,当物位低于此点时无法进行测量。
2、若介质为低介电常数当其处于低液位时,罐低可见,此时为测量精度,建议将零点定在低高度为C 的位置。
3、理论上测量达到天线*的位置是可能的,但是考虑到腐蚀及粘附的影响,测量范围的终值应距离天线的*至少100mm。
4、对于过溢保护,可定义一段距离附加在盲区上。
5、zui小测量范围与天线有关。
6、随浓度不同,泡沫既可以吸收微波,又可以将其反射,但在一定的条件下是可以进行测量的。
九、日常检查维护:
1、日常检查维护主要是查看电源电压和输出电流是否正常。通电后,大约需要30~60min仪表才能正常工作。如果投运后仪表没有输出,则应检查电源是否真正接上,并检查保险丝是否烧坏。
2、使用时是和设备连成一体的,整个系统雷达液位计是密封的,所以平时还应检查各部件连接处的密封情况是否良好。
3、雷达头内部的使用温度为65℃。一般使用情况下不会超过这个温度,但若被测介质的温度很高,则雷达头内部的温度有可能超过65℃。这时,可以用少量的风,经此φ6X1紫铜管自雨水帽吹入雷达头,以将内部的温度降下来,不要用水或其他液体进行机械冷却。
4、易挥发的有机物会在雷达液位计的喇叭口或天线上结晶,要按期检查和清理。
注意事项:
1、测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算,但在情况下,若罐低为凹型或锥形,当物位低于此点时无法进行测量。
2、若介质为低介电常数当其处于低液位时,罐低可见,此时为测量精度,建议将零点定在低高度为C的位置。
3、理论上测量达到天线*的位置是可能的,但是考虑到腐蚀及粘附的影响,测量范围的终值应距离天线的*至少100mm。
4、对于过溢保护,可定义一段距离附加在盲区上。
十安装要求:
1、对于直径较小的圆形罐,安装点距离罐壁的zui小距离不能小于35cm,通常液位计与罐壁的距离设置为罐直径的1/6-1/4为佳。
2、雷达液位计不能安装于液体流入口的正上方。
3、雷达液位计不能安装于圆形罐的正中间,避免干扰信号。
4、安装时,法兰上的标记应指向罐壁,且法兰对水平面的误差应小于正负0.5度。
5、安装喇叭口天线时,天线下端要低于罐顶20mm以下,喇叭口天线与液面垂直,避免出现回波。喇叭状的天线要延伸到连接管下面。
6、波导管的安装位置应远离出料口,其中轴线应与液面垂直。
十一、数据对照表:
十二、选型一览表:
十三、选型需要知道的数据:
1、测量范围是几米,要求盲区是多少。
2、被测量的介质类型(液体还是固体,具体的名称如:清水、污水、泥浆、汽油、柴油、甲苯、二氧化硫、矿石、煤炭、水泥、黄豆、小麦、玉米、面粉等)。如果是液体:液面是否有蒸汽、雾气、泡沫、波浪、搅拌、漂浮物;如果是固体:是否有粉尘,介质是颗粒状还是粉末状。
3、介质的zui低zui高温度,zui小zui大压力。
4、介质的腐蚀性,如果是放在罐子内的,需要知道罐子的材质,有没有防腐的衬里。
5、是否需要防腐、防爆,要分体式还是一体式。
6、工作环境:敞口的池子、有盖板的池子、卧罐、立罐、球罐,罐子是否通大气压等。
7、工作电源:是直流24VDC还是交流220VAC。
8、输出信号:4~20mA电流,还是485通信输出,需要继电器输出吗?