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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。
如下图回波曲线所示，此时的液位是0.88m，界位是0.323m，油层厚度是0.56m，分别输出到罐旁表显示，三路4~20mA信号输出到中控室。个回波是油面液位回波，第二个回波是油水界面回波，回波强度很好。测量稳定，取得了良好的测量效果。
▲ 回波曲线清晰
▲ 测试数据稳定
UDR1000-54测量优势:
1. 导波雷达界面测量不受介质密度变化的影响，因此测量、。
2. 可实现界面和液面的同时测量和输出，不受满罐影响。
3. 在满罐和非满罐情况前均可实现界位和液位的测量。
4. 导波雷达是微波测量原理，受工况环境因素影响小，测量更。
5. 导波雷达可以实现免调试、免维护。
6. 支持油在下水在上测量。
因此，在油水界面和油层厚度测量上，相对于电浮筒和差压液位计，UDR1000-54系列导波雷达界位计可以实现更加，同时使用又更加简单方便的界面测量，是界位测量仪表的选择。
导波雷达测量界面的原理
导波雷达是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。探头发出高频脉冲并沿缆式或杆式探头传导，当脉冲遇到物料表面时部分反射回来，得到液面回波；剩余部分穿过上层介质继续传播，遇到界面二次反射，得到界面回波；回波被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为液面信号和界面信号。
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。
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。
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一、产品描述:
智能型导波雷达液位计是*的雷达式物位测量仪表，测量zui大距离可达70米。天线被进一步优化处理，新型的的微处理器可以进行更高速率的信号分析处理，使得仪表适用于固体料、过程容器或强粉尘易结晶、结露场合。
二、智能型导波雷达液位计主要技术参数:
1、测量范围: 70米
2、过程连接: 螺纹、法兰
3、介质温度: -40～400℃
4、过程压力: -0.1～4.0MPa
5、精 度: ±2mm
6、防护等级: IP67
7、频率范围: 26GHz
8、防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga
9、信号输出:4...20mA/HART(两线/四线) RS485/Mod bus
三、智能型导波雷达液位计产品特点:
1、非接触雷达，无磨损，
2、天线尺寸小，便于安装
3、波长更短，对在倾斜的固体表面有的反射
4、测量盲区更小，对于小罐测量也会取得良好的效果
5、波束角小，能量集中，增强了回波能力的同时，又有利于避开干扰物
6、几乎不受腐蚀、泡沫影响
7、几乎不受大气中水蒸气、温度和压力变化影响
8、严重粉尘环境不会影响电磁波工作
9、高信噪比，即使在波动的情况下也能获得更优的性能
10、26GHz频率，是测量固体和低介电常数介质的选择
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一项技术的出现，要与传统技术进行搏杀，可能是鱼死网破两败俱伤，可能是互相妥协和平共处，也可能多方投降一家独大，LoRa与NB-IOT哪个才是物联网的娇宠？物联网的无线通信技术很多，主要分为两类:一类是ZigBeWi-F蓝牙、Z-we等短距离通信技术；另一类是LPWAN（low-powerWide-AreaNetwork，低功耗广域网），即广域网通信技术。物联网的发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN也兴起。
（图一:【高频雷达物位计】STALKER PRO II雷达测速仪）
倍加孚（科技）有限公司*设计制造雷达物位计、雷达液位计、雷达料位计、雷达水位计、超声波液位计、磁翻板液位计、磁性浮子液位计、液位计、石英管液位计、浮球液位计、浮标液位计、投入式液位计、射频导纳物位计、磁敏电子双液位计、射频导纳料位开关、 HRS150型 数显洛氏硬度 HR150A型 洛氏硬度计 HRMS45型 数显表面洛氏 XHR150型 塑料洛氏硬度 TH300数显洛氏硬度计 TH310型表面洛氏硬度计 RD-150A1 手动洛氏硬度 RD-150D1电动洛氏硬度 RD-45D1电动表面洛氏硬 RM-150D1型液晶屏数显 TH320型数显全洛氏硬度 HBRS-150型数显洛氏硬 HRBD-150型电动洛氏硬 XHRS-150型电动塑料洛 HR-150A型洛氏硬度计 HRS-150B型加高洛氏硬 HRSD-45型电动表面洛氏 600MRD/LS洛氏硬度计 500MRD洛氏硬度计 500MRA/S洛氏硬度计 500MRA/LS洛氏硬度计 500MRA/L洛氏硬度计 HBRS-150型数显表面洛 HK单管真空计 TH300型数显洛氏硬度计 HBRS150型 数显洛氏硬 HBR-150DT型洛氏硬度计 HBRM-45DT型电动表面洛 HBR-150A型洛氏硬度计 600MRD™ 硬度计 600MRD/L洛氏硬度计 500RA™洛氏硬度 500MRA™洛氏硬度 表显手持式硬度计 全能数显手持硬度计 数显洛氏手持式硬度计HRS-150型数显洛氏硬度 HD945型 光学表面洛氏 HVS10型 数显小负荷维 HV10型 小负荷维氏硬度 HV50型 维氏硬度计 HVS50型 数显维氏硬度 HBV-5型维氏硬度试验机 VC-5A-1维氏硬度计（手 VC-5D1维氏硬度计（自 VCCD-5D-1带装置数 HDV-5A1/5D1数显维氏硬 HBVS-50型数显维氏硬度 HRV-50A型维氏硬度计 HRV-10B型小负荷维氏硬 HRVS-5型数显小负荷维 HRV-5型小负荷维氏硬度 HBV50型维氏硬度计 HBVS50型数显维氏硬度 HBVS-5型数显维氏硬度 HCV-5A1/HVC-5D1维氏硬 HBV-1000型显微硬度计 HBVS1000型数显显微硬 HBV10型小负荷维氏硬度 HBD-945型光学表面洛氏 VD-5D-1数显维氏硬度计
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但也不排除由于浮子导向杆与止动环不同心，造成浮子卡死。处理时可将仪表拆下，将变形的止动器取下整形，并检查与导向杆是否同心，如不同心可进行校正，然后将浮子装好，手推浮子，感觉浮子上下通畅无阻卡即可，另外，在浮子流量计安装时一定要垂直或水平安装，不能倾斜，否则也容易引起卡表并给测量带来误差。测量误差大安装不符合要求;对于垂直安装浮子流量计要保持垂直，倾角不大于20度;对于水平安装浮子流量计要保持水平，倾角不大于20度;浮子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体;安装位置要远离阀门变径口、泵出口、工艺管线转弯口等。
UTG-22超声波测厚仪 TM250 型超声波测厚仪 TT100系列手持式超声波 TT300手持式超声波测厚 LA-30型超声波测厚仪 LAD-C 高精度超声波测 UTM-101H型智能超声波 CTS-30型袖珍数字式 TT340超声波测厚仪 TT310超声波测厚仪 TT100a超声波测厚仪 TT320超声波测厚仪 CTZ-30型袖珍数字式 HGG系列超声波测厚仪 UTM-102型超声波测厚仪 DM4DL 超声波测厚仪 DM4超声波测厚仪 WM2超声波测厚仪 CL3/CL3DL精密超声波测 TI41、51系列固定一体 QQI试片（a 标准QQI试 ASME国外标准线型像质 SG-1201超声波测厚仪 SG-1202电脑涂层测厚仪 SG-1203电脑涂层测厚仪 LK300高精度超声波测厚 UTG-32涂层测厚仪 CTS-30A袖珍式超声测厚 TT300型手持式超声波测 UTC-22超声波测厚仪 PX7/PX7DL高精密超声波 DM4E超声波测厚仪 超声波测厚仪 MX系列测厚仪 A/B扫描超声波测厚仪M PR—8²超声波测厚 A/B扫描超声波测厚仪P MMX系列超声波测厚仪 UMX/MX3水下超声波测厚 VX声速测定仪 THOR型高穿透力A-扫描 MICROGAGE2超声测厚仪 T-GAGE4超声波测厚仪 Model 25超声波测厚仪 Model 25DL超声波测厚 25 MULTI PLUS超声波多 ECHOMETER超声波测厚仪 TI7F/TI14铸铁超声 AD-3252A/3252B超声波 AD-3253/3253B超声波测 HGH2000B型超声波测厚 HGH2000C型超声波测厚 HGH2000D型超声波测厚 TI-40N超声波测厚仪 MINITEST 400W 超声波 25MX PLUS 八通道超声 25HP超声波测厚仪 25HP PLUS超声波测厚仪 37DL PLUS超声波测厚仪 MG2系列超声波测厚仪 26系列超声波测厚仪 35系列精密型超声测厚 Magna-Mike 8500 霍尔 DC-1000B 超声波测厚仪 DC-2000B 超声波测厚仪 DC-2020B 超声波测厚仪 DC-2030B 超声波测厚仪 DC-2010B 超声波测厚仪 SKCH-1(A)型精密测厚仪 NOVASCOPE 5000*精密 TG110-DL小型数字式 TI--55/TI--56系列超声 FQR7502型涡流导电仪 HGG-25电涡流测厚仪 CL400精密超声波测厚仪 JB4730-94像质计 CTS-35A型非金属超声波 MAGNAPURE 液渗废液处 管线故障寻踪仪/线路寻踪器 HY-4/ZZK-2(数显)自动 DGT1型电缆故障探测仪 MG8502A设备故障分析仪 TJY-2000型地下管道探 690 型设备故障综合诊 VIH-20型旋转机械故障 SITE-X320系列便携式工 MI2093（T-R10K）线路 RD-4000系列地下管线探 Easy Locator易捷管线 GYX-2000型地下管线探 QF1B 电缆探伤仪 IR-0204型红外线测温仪 IR-0204型红外线测温仪 HT-11D型 红外线测温仪 HT-21型 红外线测温仪 T830-T1/830-T2便携式 570系列手持式精密红外 TES-1326 / 1327 红外 testo 850-1/2红外测温 MiniTemp系列便携式红 MX系列便携式红外测温 PhotoTemp?Mx6型照相式 CI系列热偶红外测温仪 MID系列红外测温仪 GP系列在线式红外测温 TX系列红外测温仪 MP50系列红外测温仪 Marathon系列双集成 FP系列食品型红外 CS100红外测温系统（温 AZ8895红外测温仪 AZ8888红外测温仪 AZ8889红外测温仪 AZ8877红外测温仪 AZ8878红外测温仪 AZ8890红外线测温仪 AZ8879红外测温仪 TR-630型 红外测温仪( TR-630型 红外测温仪( 5500/5510便携式红外测 825-T1/T2红外测温仪 825-T3/T4两用红外测温 860-T1/T2/T3红外测温 AZ8868/8886/8866/885 TI213EL型红外测温仪 PT-5LD PT-7LD型红外线 PT-303红外线测温仪(激 PT-305 红外线测温仪( BF系列红外线测温仪(在 BS系列红外线测温仪(防 TI120EL型红外测温仪 ST系列便携式红外测温 3i系列便携式红外测温 F561二合一红外测温仪 MS Plus非接触型红外测 SSW-1型自动真空温度测 SDS系列(双路)电阻真空 Ti30热成像仪 JB4730-94、DL/T821-2 DT8818型非接触式红外 DT-8812/8811/8810红外 DT-8810/DT-8811/DT-8 DT880迷你型红外线测温 DT-8855二合一红外测温 DT-8830二合一红外测温 DT-8831 二合一红外测 DT-8832二合一红外测温 DT-8833二合一红外测温 DT-8835二合一红外测温 DT-8862双激光红外测温 DT-8863双激光红外测温 DT-8865双激光红外测 DT-8867H工业型高温双 DT-8868H工业型高温双 DT-8869H工业型高温双 TI110/315系列便携式红 PhotoTemp™Mx6型 BA系列红外线测温仪 AR872A/AR882A非接触式 FoodPro/FoodPro Plus 826-T1/T2红外测温仪（ 826-T3/T4红外/接触式 testo 850-1/2红外测温 AR872S/AR872/AR882非 AR842A/AR852/AR862A非 AR802/842/852非接触式 AR-812/832非接触式红 TN00系列红外测温仪 TN20系列(激光) 红外测 TN205L 红外测温仪 TN30系列 热电偶& 红外 TN40系列热电偶 & 红外 TCT103 热电偶&红外测 TN1系列便携式红外测温 TN901测温仪 Fluke62红外测温仪 805 迷你红外测温仪 MT-300C红外测温仪 MT-300C+红外测温仪 MT-500经济型红外测温 ST-652红外测温仪(精密 MS-620红外测温仪(精密 DT8859红外测温仪 DT8858红外测温仪 DT8839红外测温仪 DT8838红外测温仪 DT8829红外测温仪 DT8828H红外测温仪 DT8826H红外测温仪 DT8819H 便携式红外测 DT8818H 便携式红外测 DT8811H手持式红外测温 DT8810H 红外测温仪 DT8828 红外线测温仪 DT8819 红外测温仪 DT880B迷你型红外测温 DT882 迷你型红外测温 DT883 迷你型红外测温 IR77L袖珍型红外线测温
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作为人类获取信息的工具，传感器是现代信息技术的重要组成部分。在传统意义上的传感器输出的多是模拟量信号，本身不具备信号处理和组网功能，需连接到特定测量仪表才能完成信号的处理和传输功能。但智能传感器能在内部实现对原始数据的加工处理，并且可以通过标准的接口与外界实现数据交换，以及根据实际的需要通过软件控制改变传感器的工作，从而实现智能化、网络化。的来说，智能传感有以下几个主要特点及优势:1.精度高智能传感器可通过自动校零去除零点，与标准参考基准实时对比自动进行整体系统、非线性等系统误差的校正，实时采集大量数据进行分析处理，消除偶然误差影响，从而智能传感器的高精度；2.高性与高稳定性智能传感器能自动补偿因工作条件与环境参数发生变化而引起的系统特性的漂移，如环境温度、系统供电电压波动而产生的零点和灵敏度的漂移；在被测参数变化后能自动变换量程，实时进行系统自我检验、分析、判断所采集数据的合理性，并自动进行异常情况的应急处理；3.高信噪比与高分辨力由于智能传感有数据存储、记忆与信息处理功能，通过数字滤波等相关分析处理，可去除输入数据中的噪声，自动提取有用数据；通过数据融合、神经网络技术，可消除多参数状态下交叉灵敏度的影响；4.强自适应性智能传感有判断、分析与处理功能，它能根据系统工作情况决策各部分的供电情况、与高/上位计算机的数输速率，使系统工作在低功耗状态并优化传输效率。
3、hjrd34导波雷达液位计使用说明:
测量原理
hjrd34导波雷达液位计是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。探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，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。
输入
反射的脉冲信号沿缆绳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
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。
测量范围
f----
测量范围
e---- 空罐距离
b---- 顶部盲区
k---- 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。
PS61.SHBXXGEF雷达物位计工厂
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。
原 理
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到被测介质的距离成正比。
容器中存在两种不同介质，当上面一层的介质介电常数较小，而下面的介质介电常数较大时，高频微波脉冲沿着探测组件传播遇到上层介质时，由于其介电常数较小，因而有少的能量被这一层介面反射，而大部分能量穿透上层介质继续向下传播，遇到两层的介面时，由于下层介质的介电常数较大，因而会有较大的能量被反射回来。因而导波雷达是可以测量两种不同介质的介面，其测量条件是上层介质不导电或其介电常数比下层介质介电常数小10以上。
特 点
由于采用了的微波处理器和*的EchoDiscovery回波处理技术，导波雷达物位计可以应用于各种复杂工况。
多种过程连接方式及探测组件的型式，使得CDGW系列导波雷达物位计适用于各种复杂工况。如:高温、高压及小介电常数介质等。
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。
技术参数
应用:液体测量,高温高压工况,复杂过程条件
zui大量程: 缆:30m/棒:6m
测量精度:±10mm
过程连接:G1½A/G2A/1½NPT
探测组件材料:不锈钢316L/陶瓷
钢缆/棒直径:￠6mm/￠10mm
过程温度:-200～400℃
过程压力:真空～400bar
信号输出:两线制4～20mA/HART
安装要求
在整个量程内确保缆或棒不要接触到内部障碍物，因此安装时应尽可能避开罐内设施，如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。另外须注意缆或棒不得怀加料料流相交。
安装仪表时还要注意:zui高料位不得进入测量盲区；仪表跑罐壁保持一定的距离；仪表的安装尽可能使缆或棒方向怀被测介质表面垂直。
安装在防潮区域内的仪表遵守国家防爆危险区的安装规定。本安型的外壳采用铝壳。本安型仪表可安装在有防爆要求的场合，仪表接大地。
测量盲区
从测量的基准面向下的一段区域内缆或棒zui低部位无法测量的一段区域内是导波雷达物位计的测量盲区。
选型指南
CDGW540高温高压型
P
标准型（非防爆）
I
本安型（ Exia ⅡC T6）(只可选用铝外壳)
探测组件形式/材料/过程温度
A
缆式/￠6mm/不锈钢316L/陶瓷/-200～＋400℃
B
棒式/￠10mm/不锈钢316L/陶瓷/-200～＋400℃
过程连接
GP
螺纹G1½A
KP
螺纹G2A
NP
螺纹1½NPT
外壳/防护等级
S
塑料/IP66
A
铝/IP66
电缆进线
M
M20＊1.5
N
1½NPT
现场显示
A
带
X
不带
编程器
B
带
X
不带
zui大量程
A
缆:30m
B
棒:6m