D90W1T-2T导波雷达液位计批发
技术发展趋势与创新方向
79-81GHz频段开放使角分辨率提升至0.5°,可识别小型障碍物。MIMO技术通过4×4天线阵列实现三维物位成像,实验室精度达±1mm。太赫兹雷达(300GHz)正在研发,适用于纳米粉体测量。AI驱动的自适应滤波算法能自动优化回波处理参数,调试时间缩短90%。数字孪生技术实现虚拟传感器校准,预测剩余寿命准确率>95%。2025年将普及的5G工业物联网(IIoT)版本,支持毫秒级刷新率与云端协同控制。
概述
蒸汽汽包是石油化工,发电等工业过程中的重要设备,保持液位稳定是汽包运行的重要条件。带气象补偿的导波雷达液位计克服了差压液位计,浮筒液位计,电接点液位计的缺点,维护量小,测量准确。
汽包液位测量的现状
目前,从汽包液位测量的基本原来来看,广泛使用的主要是基于连通器式和压差式两种原理。汽包液位测量的仪表主要有差压液位计,浮筒液位计和导波雷达液位计等仪表。
1. 差压汽包液位计。差压式汽包液位计测量原理是通过吧液位高度的变化转化成差压的变化来测量液位计,这种转换是通过平衡容器形成残币水柱实现的,其准确测量液位计的关键是液位与差压之间的准确转换。差压汽包液位计的有点事精度和稳定性高,运行中故障率低,维护量小,但这种测量方式的误差与汽包压力和参比水煮温度有关,需要进行汽包夜里校准,且补偿计算复杂,此外还应考虑平衡容器温度变化造成的影响。
2. 浮筒液位计。浮筒液位计是基于浮力原理工作的。当液位计在0位时,扭力管受到浮筒中立产生的扭力矩大,扭力管转角处于0°。当液位逐渐上升至高时,扭力管受到浮力产生扭力矩,转过一个角度,变送器将该角度转换成4~20MA直流信号,该信号正比于被测量液位。这种测量方式介质的密度变化会对测量精度造成影响,受到机械振动也会造成读数不准确。
3. 电接点液位计。电接点液位计属于连通管液位计,原理是利用在锅炉水肿的电对筒体阻抗小而在蒸汽中的电对筒体的阻抗大的特性来测量液位。高压锅炉的锅炉水电导率一般要比饱和蒸汽的电导率大数万到数十万倍,因而电接点街违纪指示值受气包压力变化的影响较小,能方便的远传液位信号。但是有取样传感器性差,电机机械密封易泄露,电使用寿命短,指示不连续,维护量大的缺点。
综上所述,由于汽包液位测量对象的复杂性,实际运行中的不确定因素和较大的测量误差,导致汽包液位计的测量常有较大的偏差。导波雷达液位计测量是一种的测量技术,克服了差压式,浮筒式,电接点等液位测量仪表的缺点,满足汽包液位测量的需求。
导波雷达液位计测量原理及特点
1. 测量原理。导波雷达液位计是依据反射原理为基础的雷达液位计,电磁脉冲信号以光速沿钢缆传播,当遇到被测介质时,雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置,发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比,经计算得出液位高度。
2. 特点。导波雷达液位计的优点是信号稳定,测量不受液体密度和电气特性影响,测量,测量与调校方便,安装成本低且维护方便。
3. 导波雷达液位计的选型及安装要求
选型。导波雷达液位计是靠传感器发射电磁波,因此传感器的选择是导波雷达液位计选型的重要部分。导波雷达液位计的传感器有杆式,揽式和同轴式三种类型。通常选用杆式传感器。当测量范围较大时,由于运输和安装不变,建议采用揽式传感器。
安装。导波雷达液位计的安装需考虑安装要求,容器特性和过程连接等因素。主要安装方式有以下两种:顶装或者侧装。
导波雷达液位计两种安装方式安装时应注意:安装时要导波雷达与关闭需要由适当的距离;避免仪表传感器下方有明显障碍物,阻碍雷达波顺利达到被测介质表面;不要将导波杆安装在进料口附近;传感器与设备底部要有一定距离,不能接触到罐底。
4. 气相补偿技术(GPC)。在高温高压条件下,电磁波信号在介质上方的蒸汽中的传播速度会降低,此时雷达测量的液位值将减小。选用带气相补偿的导波雷达,通过气相补偿功能队测量值进行补偿,可以得到一个准确的实际液位值。
导波雷达液位计在汽包液位计测量案例
在某锅炉装置的汽包上,汽包是产汽系统的主要部分,利用转化炉烟气段的高温热量和炉出口转化气高温余热,产出10.5MPA高压蒸汽,一部分作为工艺上的配汽参与反应,另一部分外送至高压蒸汽管网,实现设能的综合利用,提高装置的运行效率。由于汽包对于锅炉装置的重要性,测量汽包液位先后共使用了三种测量仪表:差压式液位计,普通导波雷达液位计,带GPC功能导波雷达液位计。由下图可知,通过实际测量,在高温时,普通导波雷达误差高达18%,带GPC时,测量误差仅为2%,带GPC功能导波雷达液位计在高温下测量数据比较稳定,真实。
三种仪表测量数据比较
总结
带GPC功能导波雷达液位计在测量高温高压的环境中,各项性能明显优于其他类型的液位计,不受工艺条件的线制,维护量小,性能。是在汽包液位测量的不二之选。
技术参数
测 量 范 围: 杆式探头0-35m,杆式探头0-6m,同轴杆式探头0-6m
连 接 过 程: 螺纹、法兰
过 程 温 度: 杆式探头、杆式探头-40℃…160℃,同轴杆式探头-40℃…350℃
过 程 压 力: 杆式探头、杆式探头-1.0…40bar,同轴杆式探头-1.0…60bar
精 度: 杆式探头、杆式探头±3mm,同轴杆式探头±1mm
防爆防护等级: EXiaIICT6/ IP68
信 号 输 出: 4-20mA/HART(两线) Profibus PA
D90W1T-2T导波雷达液位计批发
导波雷达液位计是接触式物位测量,采用时域反射技术(TDR)电子单元发射微波脉冲沿着导波杆(缆)传播,当接触被测介质时,产生反射信号由电子部件接收,计算发射到接收的间隔时间,转换为被测介质的距离。导波雷达液位计测量原理如图1所示。通过测量发射脉冲与反射脉冲的时间差,并通过以下公式即可计算出被测物质到仪表法兰的距离:2D=Ct (1)
式中:C为光速;T为发射脉冲与反射脉冲时间差;D为空间距离。
根据设定的满罐和空罐位置,通过以下公式即可计算出物料高度并输出4~20mA电流:
物料高度:L=E-D (2)
输出电流:Io=4+L×16/E (3)
式中:L为物料高度;E为量程。
导波雷达液位计适合测量液/液界面,如油水界面,油与水、油与酸、低介电的有机溶剂(甲苯、苯、环己烷、己烷、松节油和二甲苯)和水或酸。测量液/液界面应注意以下几点:
(1)介电常数较低的介质位于上部。
(2)两种液体的介电差异不低于10。
(3)上层介质的介电常数是已知的,该参数可在现场确定。
(4)上层介质的大厚度取决于其介电常数。
(5)上层介电常数下限<3,下层介电常数上限>20。
(6)可同时进行液位测量和界面测量。
导波雷达液位计可用在几何尺寸小的容器,也可用在旁通管和各种尺寸的储罐,适用于测量多种粉尘和谷物等。导波雷达液位计测量特性:
(1)无可活动机械部件,维护成本低。
(2)安装方便,支持罐顶安装或旁路管顶部安装。
(3)适用于液面、界面和粉末状或小颗粒状固料的物位测量。
(4)不受介质密度和pH值等物理参数变化的影响且无需进行补偿。
(5)适用于高温、低温、蒸汽和高压场合。
导波雷达液位计使用过程中微波沿导波管向下传导,尽量避免导波杆周围出现金属干扰或物料堆积的情况发生。导波雷达有的诊断功能,具有检测导波杆聚积物的能力。导波雷达液位计的结构由3个部件组成,即雷达变送器、过程密封件和导波杆。过程密封件和导波杆使得低能脉冲微波以光速沿其向下发送,在导波杆与物位(气/物、气/液或液/液界面)的交点通过导波杆被反射回雷达变送器。雷达变送器接收导波杆的测量信号,然后对这些信号进行处理并提供稳定的输出信号。
嘉可仪表JK系列雷达液位计种类,主要有缆绳式导波雷达液位计、杆式导波雷达液位计、喇叭口天线型雷达液位计、防腐四氟型雷达液位计、水滴型天线雷达液位计、卫生型平板雷达液位计、PFA桶天线雷达液位计、水利雷达液位计、高温型雷达液位计、高频雷达液位计、调频波FMCW型雷达液位计等。
雷达物位计的构成
雷达物位计作为现代工业中常用的液位测量仪器,凭借其高精度和非接触式的特点,广泛应用于石油、化工、食品、制等行业。在这些行业中,雷达物位计主要用于对液体、粉末或颗粒等物料的测量。为了确保雷达物位计能够在不同的工况环境下稳定工作,了解其构成和工作原理显得尤为重要。本文将详细探讨雷达物位计的构成要素及其工作原理,以帮助读者地理解这一技术,并为相关行业的应用提供指导。
雷达物位计的核心部分包括发射器、接收器、天线以及信号处理单元。这些组成部分共同协作,完成物位测量任务。发射器负责产生高频的电磁波信号,通常是微波或毫米波,信号通过天线发射出去。当电磁波遇到物料表面时,会发生反射,反射回来的信号被接收器接收并传送到信号处理单元进行分析。通过计算发射信号与反射信号之间的时间差,雷达物位计能够计算出物料的高度或位置。
发射器(Transmitter)
发射器是雷达物位计的重要组成部分,通常利用微波技术生成频率稳定、功率适当的电磁波。发射器的设计能够适应不同环境下的电磁波传播要求,并确保信号在较远的距离内能够保持的强度。发射器的性能直接影响雷达物位计的测量精度和稳定性。
接收器(Receiver)
接收器用于捕捉反射回来的信号并进行放大处理。它的工作原理是根据反射信号的强度和到达时间来推算物料的表面位置。接收器的灵敏度和带宽宽度是影响测量精度和响应速度的关键因素。现代雷达物位计通常采用数字信号处理技术,提升了接收器的性能。
天线(Antenna)
天线用于将发射信号有效地传播到目标物体,并接收反射回来的信号。天线的设计直接影响雷达物位计的测量范围和分辨率。天线的类型可根据应用需求进行选择,常见的有波导天线、对向天线和螺旋天线等。
信号处理单元(Signal Processing Unit)
信号处理单元是雷达物位计的大脑,其主要功能是对接收到的信号进行处理、分析和计算。通过对反射信号与发射信号时间差的测量,信号处理单元能够计算出物料的物位,并输出对应的数字信号或模拟信号,以供其他设备进行处理或显示。
雷达物位计通过发射微波或毫米波信号,遇到物料表面时发生反射。这些反射信号会被接收器接收,并传递到信号处理单元。通过对比发射信号与反射信号的时间差,计算物料表面到仪器的距离。由于雷达波的传播速度是已知的,因此,通过测量信号的往返时间,雷达物位计可以准确地计算出物料的高度或位置。
与传统的机械式液位计相比,雷达物位计具有诸多优势。它能够在高温、高压、强腐蚀等复杂工况环境下稳定工作,且不受物料特性(如颜、气体或蒸汽等)的影响。雷达物位计还能够进行远程监控,方便集成到自动化系统中,提高了生产效率和性。
雷达物位计作为现代工业自动化测量的关键工具,其结构设计和工作原理决定了其在各种环境中的稳定性和精度。其发射器、接收器、天线以及信号处理单元的精密协作,使得雷达物位计在液位测量中发挥着不可替代的作用。在日常应用中,选择合适的雷达物位计产品,不仅需要了解其基本构成,还应根据不同的工业需求进行优化配置,从而达到佳的测量效果和系统性能。
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。
D90W1T-2T导波雷达液位计批发
德国VEGA导波雷达液位计
雷达液位计属于通用型雷达液位计,它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。探头发出高频脉冲在空间以光速传播,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。
通过天线系统发射并接收能量很低的短的微波脉冲。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。一种的时间延伸方法可以确保短时间内稳定和高精度的测量。即使工况比较复杂的情况下,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。天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路,微处理器对此信号进行处理,识别出微脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由脉冲软件完成,精度可达到毫米级。
德国VEGA导波雷达液位计
智能雷达物位计适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量,适用于温度、压力变化大;有惰性气体及挥发存在的场合。
可更换杆12毫米的基本型式
氨气应用同轴版21.3毫米
同轴型21.3毫米单孔
同轴型21.3毫米多孔
同轴型42.2毫米多孔
可交换杆8毫米
可交换杆12毫米
重力重交换电缆2毫米
重力重交换电缆4毫米
以中心重量为基准的可更换电缆2毫米
以中心重量为基准的可更换电缆4毫米
无重量可互换电缆4毫米
可更换的PFA涂层电缆4毫米,无涂层
系列:E+H质量流量计,E+H电磁流量计,E+H涡街流量计,E+H雷达液位计,ABB电磁流量计,科隆电磁流量计,横河电磁流量计,横河涡街流量计,艾默生质量流量计,,VEGA雷达液位计,VEGA导播雷达,罗斯蒙特3051压力变送器,横河EJA压力变送器,罗斯蒙特475手操器,
国产系列:电磁流量计,涡街流量计,雷达液位计,超声波液位计,孔板流量计