SYRD833-080-0H雷达液位计生产
通信协议与系统集成能力
标准4-20mA+HART输出兼容传统DCS系统,PROFIBUS PA/FF总线支持多设备级联。无线HART版本采用2.4GHz频段,单节点功耗<20mW,电池寿命达5年。某智能工厂项目通过OPC UA接口实现传感器数据直连MES系统,采样周期缩短至100ms。最新IO-Link 1.1版本支持参数远程配置,调试时间从4小时压缩至15分钟。云端接入的物位数据可用于预测库存周转,精度达0.1m³。
物位计是一种用于测量物料、液体或颗粒物在容器或管道内的高度和位置的设备。它使用在介质中传播并反射来测量距离并确定物料/液面的位置。
选型时,需要考虑以下因素:测量要求的精度、环境温度和压力、安装条件、性要求以及市场价格等。
雷达物位计是一种利用微波技术进行测量的物位测量仪表,能够准确实时地检测工业生产过程中各种物料在罐内的体位(物位),且适用范围广泛。应用广泛于化工、电力、制、造纸、钢铁、水泥、石油、化肥等行业。
选型时需考虑测量范围,接口形式,工作原理,材质选择,维护保养等因素。同时应考虑到施工方案,确保安装位置及姿态与要求相符并满足其它技术条件。
SYRD833-080-0H雷达液位计生产
工业环境中的抗干扰设计
工业现场存在蒸汽、粉尘等干扰因素,雷达传感器通过频率调制(FMCW)和数字滤波技术增强信噪比。某水泥厂应用案例表明,80GHz传感器在粉尘浓度100g/m³时仍保持检测,而26GHz型号已出现信号衰减。双雷达互补系统可消除搅拌器叶片造成的虚假回波,检测准确率提升至99.5%。自适应算法能自动识别并屏蔽固定障碍物(如扶梯)的干扰反射,安装灵活性提高30%。EMC设计满足工业4级标准,可抵抗1kV/1MHz高频干扰。
目前,海上平台常用的液位测量仪表主要有导波雷达液位计、喇叭口雷达液位计等几种测量方法。每种测量方法价格差异较大,且都有一定的适用范围和条件。其中一些仪表虽然本身适用粘度范围有限,但是经过处理或者设计后,也可以获得更广泛的适用粘度范围,从而避免了选择价格更高的测量仪表。通过对海上平台常用液位测量仪表进行详细研究,通过合理化选型,一方面实现了佳的测量效果,另一方面有效地减少了工程投资。
1、导波雷达液位计
导波雷达也称时域反射或微功率脉冲雷达,安装在储罐或旁通管的顶部,有杆式和缆式两种形式,考虑到受罐顶安装空间的限制,海洋平台一般选用导波缆配重锤的形式。低能脉冲微波以光速沿导波杆/缆向下发送,在导波杆/缆与液位(空气/液体界面)的交点处,有相当大比例的微波能量通过导波杆/缆反射回变送器,变送器对发射信号和接收的回波信号之间的时间差进行测量,然后板载微处理器利用公式:距离=(光速×时间差)/2,即可实现对液面上方高度进行计算,从而得出罐内液位值。
导波雷达液位计通过在导波杆/缆上进行涂层处理,通过软件滤除油膜覆盖造成的干扰的方式,部分产品可以实现8000cp及以内粘度范围总液位的测量。在粘度较大工况下,不建议使用导波管进行限位。
优点:对波动较大介质的测量更稳定,不受介电常数高低的限制,信号相对稳定。
缺点:安装维护不太方便,有时需要在罐体加装导波管。
2、喇叭口雷达液位计
喇叭口雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面照射,当电磁波碰到液面后反射回来,仪表检测出发射波及回波的时差,从而计算出液面高度。由于喇叭口雷达天线与被测介质互不接触,所以可以有效避免高粘工况对测量的影响,理论上不受介质粘度的影响。
优点:精度较高,采用非接触式测量,不受介质粘度的限制,体积较小,安装方便。
缺点:天线容易沾上测量介质、结晶或水蒸气,需要进行定期检查和清理。为避免漂浮物影响测量结果,需要在罐体加装导波管。
SYRD833-080-0H雷达液位计生产
工业生产过程要求液位测量仪表应满足多功能、智能化、、精度高、免维护等要求,磁致伸缩液位计、导波雷达物位计和差压变送器均适用于液位测量,昌晖仪表结合这三种仪表在火电厂的应用,对差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计性能原理与液位测量应用现状作一对比。
1、工作原理
①磁致伸缩式液位计工作原理
如图1所示,磁致伸缩式液位计根据磁致伸缩原理设计,其在一个非磁性传感管内装有一根磁致伸缩线,在顶端装一个压磁传感器,每秒发出10个电流脉冲信号,并开始计时,电流脉冲同磁性浮子在磁致伸缩线上产生一个扭应力波,沿磁致伸缩线向两端传送。测量压磁传感器收到这个扭应力波信号的起始脉冲和返回扭应力波间的时间间隔,来判断浮子位置,即得被测液位,转变为成比例的4-20mA信号输出。
图1 磁致伸缩式液位计工作原理
②导波雷达物位计测量原理
如图2所示,导波雷达液位计由发生器产生一个沿导波杆向下传送的电磁脉冲波,遇到介电常数大的液体表面时被反射,计算脉冲波的传导时间,而得到液位位置。
图2 导波雷达物位计测量原理
③差压变送器测量原理
差压变送器传感器是双侧压力作用测量元件,经压-电转换器,处理为标准4-20mA信号输出。
2、分析与比较
①差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计原理比较
A、磁致伸缩液位计根据磁浮子位置测得液位,测量影响因素为介质密度,介电常数、气相组分、工作温度、压力对测量没有影响。
B、导波雷达液位计测量的影响因素为介电常数、气相组分,温度、压力对测量也有一定影响。
C、差压变送器是根据压差变化测量液位,影响测量结果的因素如腔体真空或负压产生虚假读数;管路内气泡带来干扰;容器内水的密度改变导致测量误差。
②差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计特性比较
A、磁致伸缩液位计特性
a、性强
由于磁致伸缩液位计采用波导原理,整个变换器封闭在不锈钢管内,和测量介质无接触,无机械可动部分,故无摩擦、无磨损,传感器工作,寿命长。
b、精度高
由于磁致伸缩液位计用波导脉冲工作,通过测量起始脉冲和终止脉冲的时间来确定被测位移量,因此测量精度高,分辨率优于0.01%FS,这是用其他传感器达到的精度。
c、性好
磁致伸缩液位计测量时无需开启罐盖,避免了人工测量所存在的不因素;防爆性能高,本安防爆,使用,适用于对化工原料和易燃液体的测量。
d、易于安装和维护
磁致伸缩液位计一般通过罐顶已有管口进行安装,适用于地下储罐和已投运储罐,在安装过程中不影响正常生产。
e、便于系统自动化工作
磁致伸缩液位计的二次仪表采用标准输出信号,便于计算机对信号进行处理,容易实现联网工作,提高整个测量系统的自动化程度。
B、导波雷达物位计特性
a、对液体、颗粒及浆料连续物位测量不受介质变化、温度变化、稀有气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。
b、液体量程小于15m时,测量精度为±5mm;量程大于15m时,测量精度为5mm±0.05%。
c、量程60m,耐250℃高温、40kg高压,适用于爆炸危险区域。
d、对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力,测量不受影响。
e、顶部和底部具有盲区。
C、差压变送器特性:
a、常规差压变送器在许多液位测量应用中,在液体有额外的蒸气压力。由于蒸气压力不是液位测量的一部分,需要使用引压管和有密封件的毛细管来抵消它的存在。
b、电子远传技术采用数字结构取代机械部件,响应速度更快,测量精度也有所提高。
c、天气寒冷时装置通常需要伴热或保温,要检查引压管漏水、冷凝、蒸发和堵塞。
d、距离过长的毛细管会使压力传输变得误差过大,同时安装过程要求较高。
表1 差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计特性比较
仪表类型 测量精度 性 安装 泄漏点 维护量 寿命
差压变送器 低 一般 复杂、附件多 较多 大 长
导波雷达 较高 较高 简单 较少 低 较长
磁致伸缩 高 高 简单 少 低 长
③工况干扰比较
实际应用中常见工况产生干扰和影响的情况如表2所示。
表2 实际应用中常见工况产生干扰和影响的情况
常见工况 差压变送器 导波雷达物位计 磁致伸缩液位计
压力变化 影响很大 无影响 无影响
温度变化 影响很大 有影响 无影响
震动干扰 影响很大 有影响 无影响
电磁干扰 无影响 有影响 无影响
介质 水、汽 水、汽 水、汽
介电常数 影响很大 影响很大 无影响
介质成分(如水、汽) 影响很大 影响很大 无影响
④适用范围比较
差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计适用范围如表3所示。
表3 差压变送器、导波雷达物位计和磁致伸缩液位计适用范围
适用范围 差压变送器 导波雷达物位计 磁致伸缩液位计
压力0-1MPa 适用 适用 适用
压力0-4MPa 适用 适用 适用
压力0-30MPa 适用 —— 适用
温度0-100℃ 适用 适用 适用
温度0-220℃ 适用 适用 适用
温度0-565℃ 适用 —— 适用
精度5‰-1‰ 适用 适用 适用
精度1‰ —— —— 适用
量程0-5m 适用 适用 适用
量程0-10m 适用 适用 适用
量程0-30m 适用 适用 适用
由对析可知:
①磁致伸缩液位计适用于电厂工况,精度高,稳定性很好,安装与维护量很小,基本不需要维护。在电厂高加、低加、凝汽器、除氧器等容器设备以及其他辅机工位,如油站、化水等均适用。其凭借环境适应性强、安装方便、高精度、低成本、免维护的优点,在当今液位测量领域占较大优势。
②导波雷达液位计适合的工况较好,对温度和环境要求较高,对于安装空间有一定的要求。安装要求避开进料口,以免产生虚假反射。不能安装在拱形罐的中心处(否则传感器收到的虚假回波会增强),也不能距离罐壁很近,佳安装位置在容器半径的1/2处。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,满足精度要求。调试较方便,运行和维护量不大。
③差压变送器适合的工况有限,而且传感器零漂移严重;测量偏差大,长期工作稳定性差,精度较低,受环境影响较大;安装及维护量较大,无论是正常运行还是例行维护,工作量都较大,现在基本作为一个备用选择。
(1)当测量液态物料时,传感器的轴线和介质表面保持垂直;当测量固态物料时,由于固体介质会有一个堆角,传感器要倾斜一定的角度。(2)尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。要避免在距离天线近的1/3锥形发射区内有障碍装置(因为障碍装置越近,虚假反射信号越强)。若实在避免不了,建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度,使传感器较容易地将虚假信号滤出。(3)要避开进料...