PWRD93-PGAFWBFAAP4LMV雷达物位计生产
液体测量的特殊应用方案
对于易结晶介质,传感器配备PTFE天线罩防止结垢,同时保持ε>1.4的介电常数要求。强腐蚀性液体测量采用全密封316L不锈钢外壳,耐98%浓硫酸腐蚀。某化工厂测量发烟硫酸(ε=110)时,通过调整回波阈值使信号强度稳定在-70dBm以上。最新导波雷达技术利用探杆引导电磁波,可穿透泡沫层检测真实液位。小型储罐(<3m)推荐使用5°窄波束天线,避免罐壁反射干扰。
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。
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。
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。