GJ05R5-PCBV2LM1500雷达物位计电话

　　GJ05R5-PCBV2LM1500雷达物位计电话

　　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。

　　在现代工业生产中，物位测量是许多工艺流程中的关键环节。雷达物位计作为一种的非接触式物位测量设备，因其高精度、性强和适应性广等优点，在众多领域得到了广泛应用。本文将详细介绍雷达物位计的工作原理及其在不同场景中的应用。

　　一、雷达物位计的工作原理

　　雷达物位计的工作原理基于雷达波的发射、反射和接收。具体来说，雷达物位计通过其透镜天线发射一个连续的雷达信号，该信号的频率会像锯齿那样发生变化。发射的信号被介质反射，并被天线作为回波信号接收。接收的信号频率与当前的发射频率存在频率差，而这个频率差与容器中的物位成正比。通过传感器的特定算法计算后，可以得出准确的物位高度值。

　　（一）频率调制连续波（FMCW）原理

　　雷达物位计通常采用频率调制连续波(FMCW)技术。在这种技术中，雷达信号的频率在一定时间内线性变化，形成一个锯齿波。当雷达信号被介质反射并返回天线时，由于介质与天线之间的距离不同，反射信号的频率与发射信号的频率存在一个频率差。这个频率差与物位成正比，通过测量频率差，可以计算出物位高度。

　　（二）信号处理

　　雷达物位计的信号处理单元对反射信号进行处理，提取出频率差信息。通过特定的算法，将频率差转换为物位高度值。现代雷达物位计通常配备的数字信号处理器(DSP)，能够、准确地处理信号，提高测量精度和响应速度。

　　二、雷达物位计的适用范围

　　雷达物位计适用于多种复杂的工业环境，能够测量各种液体和固体的物位高度。以下是一些常见的应用场景:

　　（一）液体测量

　　雷达物位计在液体测量中表现出，尤其适用于高精度要求的场合。例如，在石油、化工、制等行业中，雷达物位计可以测量储罐中的液体物位，确保生产过程的稳定性和性。其非接触式测量方式避免了介质对传感器的腐蚀和磨损，延长了设备的使用寿命。

　　（二）固体测量

　　雷达物位计同样适用于固体物位的测量，如粉料、颗粒料等。在水泥、粮食、饲料等行业中，雷达物位计可以准确测量料仓中的固体物位，帮助工厂实现自动化控制和库存管理。其高精度和性确保了生产过程的连续性和稳定性。

　　（三）复杂工况下的应用

　　雷达物位计在高压、腐蚀性强、卫生要求高或者复杂工况下也能稳定工作。例如，在食品和饮料行业，雷达物位计可以满足严格的卫生要求，确保生产过程的清洁和。在化工行业，雷达物位计能够承受高压和腐蚀性介质，提供的物位测量数据。

　　（四）低介电常数介质的测量

　　雷达物位计对低介电常数介质的测量效果良好。低介电常数介质的反射信号较弱，但雷达物位计通过的信号处理技术，能够准确捕捉反射信号，确保测量精度。这使得雷达物位计在测量轻质油、化工原料等低介电常数介质时具有**的优势。

　　三、雷达物位计的应用案例

　　（一）石油行业

　　在石油储罐中，雷达物位计可以测量油位，确保油罐的运行。通过实时监测油位，工厂可以优化油罐的存储量，减少油品的溢出和浪费。同时，雷达物位计的高精度测量数据有助于计算油品的库存量，提高库存管理的精度。

　　（二）化工行业

　　在化工生产中，雷达物位计可以测量反应釜、储罐等设备中的物位。由于化工介质往往具有腐蚀性和毒性，雷达物位计的非接触式测量方式避免了介质对传感器的腐蚀和污染，确保了测量的准确性和设备的性。此外，雷达物位计能够适应高压和高温环境，适用于各种复杂的化工工艺。

　　（三）食品和饮料行业

　　在食品和饮料生产中，雷达物位计可以测量原料罐、成品罐等设备中的物位。其高精度和卫生设计确保了生产过程的清洁和，符合严格的卫生标准。例如，在乳制品生产中，雷达物位计可以测量牛奶、酸奶等液体的物位，确保生产过程的连续性和产品质量。

　　（四）制行业

　　在制生产中，雷达物位计可以测量液罐、原料罐等设备中的物位。其高精度和性确保了生产过程的控制，符合严格的品生产质量标准。雷达物位计的非接触式测量方式避免了介质对传感器的污染，确保了品的纯净度和性。

　　四、雷达物位计的优势

　　（一）高精度测量

　　雷达物位计的测量精度高，通常可以达到毫米级。这使得雷达物位计在高精度要求的场合中表现出，能够提供准确的物位数据，帮助工厂实现精细化管理。

　　（二）免维护设计

　　雷达物位计采用非接触式测量方式，无需机械部件接触被测介质，因此不会受到介质的腐蚀和磨损。这种免维护设计大大减少了设备的维护成本和维护时间，提高了设备的可用性和性。

　　（三）适应性强

　　雷达物位计能够在多种复杂环境下稳定工作，包括高压、腐蚀性强、卫生要求高或者复杂工况。其强大的适应性使其能够在各种工业环境中提供的物位测量解决方案。

　　（四）经济实惠

　　尽管雷达物位计具有高精度和免维护等优点，但其价格相对较为合理，具有较高的性价比。对于工厂来说，投资一套雷达物位计系统，不仅可以提高生产效率和产品质量，还能在长期内节省大量的维护成本和人工成本，具有显著的经济效益。

　　五、结论

　　雷达物位计作为一种的物位测量设备，凭借其高精度、免维护和适应性强等特点，在工业领域得到了广泛应用。通过正确的安装和定期的维护，雷达物位计能够长期稳定地运行，提供高精度的物位测量数据。无论是在石油、化工、食品和饮料还是制行业，雷达物位计为工厂的生产过程提供的物位监测解决方案，确保生产过程的稳定性和性。未来，随着技术的不断进步，雷达物位计将在工业自动化领域发挥更加重要的作用，为工厂的智能化生产和管理提供有力支持。

　　进入炼油厂的原油虽然在之前的开采、集输过程中已经经过多次脱水，但仍有0.3%的含水量，因此炼油厂储运车间罐区的日常工作中，原油脱水仍是一项重要工作，而油水界位的准确测量则是原油充分脱水的关键。

　　现场工艺和工况介绍

　　本案例的现场是3座300m³的立式沉降罐，高度8900mm，操作温度为20~50℃，常压。原油储罐中经一次脱水后的含油污水输送到这3座立式沉降罐进行二次脱水。含油污水需在沉降罐静止24小时，依靠自然沉降机理将介质中的油水进行分离。，根据油水界位的指示，完成充分脱水后的原油被再次输送回原油储罐。

　　在沉降罐二次脱水的整个生产过程中，如果油层和乳化层厚，会造成导波雷达液位计信号大幅衰减。另外，由于冬季罐内外温差大，还会导致天线上形成结露、甚至结霜。因此，该工况对导波雷达的油水界位测量提出了很高的挑战。

　　原油储罐排水除油操作画面

　　VEGA解决方案

　　客户根据现场工况综合考量后，决定使用VEGAFLEX 81导波雷达液位计来进行测量:配置2mm缆式天线，方便运输，并通过底部配重或固定的方式减轻天线摆动，适合大中型储罐和料流冲击较大的工况；测量精度高，仅为±2mm；具有两路4...20mA电流输出，可同时输出液位和界位信号。

　　VEGAFLEX 81导波雷达

　　同时，现场配备了VEGADIS 81罐旁显示仪，方便巡检和维护。该显示仪操作界面友好，设置简单，还可以显示清晰的回波曲线。

　　VEGADIS 81罐旁显示仪

　　功能强大的VEGA导波雷达液位计

　　01 信号强劲，电磁波在传输过程中要克服天线结露或结霜、原油层、乳化层等多个因素的影响，但VEGAFLEX 81由于信号强劲，可以保持液位和界位信号稳定、。

　　02 导波雷达VEGAFLEX 81基于脉冲波的测量原理，因此不受测量介质密度变化的影响。

　　03 导波雷达VEGAFLEX 81无需带料调试，调试简单。

　　04 多种信号输出方式，可以提供两路4...20mA电流信号，一台表可以同时测量和输出液位和界位信号。

　　05 每次液位放空后，导波雷达自动开启虚假信号抑制功能，减少粘附对测量的影响。

　　使用效果

　　通过与工艺生产部门的密切沟通，操作人员配合我们完成液位和界位的标定，使导波雷达的性能与现场工况结合。

　　如上图所示，VEGAFLEX 81液位和界位信号清晰，测量准确，而且自2021年投运以来，运行一直稳定、，了客户的信任和赞许。

　　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。

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　　1、曲其森 2014年11月9日,导波雷达液位计基本介绍,塔北项目部开发作业部,汇 报 提 纲,一、设备概述,规格型号:TRD33-IBFPSMAVB-L3600 技术参数: 电源:24VDC 输出信号:4-20mA 环境温度:-40-70 工作压力:0-4MPa 通讯接口:HART通讯协议 生产厂家:中环天仪股份有限公司,罗斯蒙特导波雷达液位计是一种智能型液位计，由于其设计合理且适应性强而被广泛应用于炼油化工企业。这种液位计有多种规格形式，主要分为导波杆式、缆绳式两种,一、设备概述,杆式和缆式的区别,汇 报 提 纲,二、结构及工作原理,导波杆长1000mm（即表头法兰距导波杆末端的距离），正压取

　　2、压口距离导波杆末端100mm，正压取压口距离负压取压口600mm，负压取压口距离表头法兰300mm,1、基本结构,二、结构及工作原理,2、工作原理,导波雷达液位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计，雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，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,二、结构及工作原理,2、工作原理,即电磁波由雷达液位变送器天线发射，通过导波体向下传递，到达被测介质表面反射后，再被变送器天线接收。电磁波从发射到接收的时间与到达物位的距离成正比，其关系如下: D=CT/2 式中: D天线到液位的距离； C电磁波传播速度； T电磁波运行时间。 因空罐的距离E已知，则液位L为:L=E-D,汇 报 提 纲,三、设备使用的优缺点,汇 报 提 纲,四、运行维护重点注意事项,检查灌顶雷达液位计的油位满高设定值与PLC程序中液位设定值是否一致； 要检查雷达液位计自身显示是否有问题，通过计算，如果核对油罐即时液位值所输出的即时电流值不准确，就说明雷达液位计本身是存在问题的，就要对其进行其他内部参数设定进行深层次的检查； 检查信号传输线是否有问题,汇 报 提 纲,五、常见故障判断及处理措施,汇报结束， 敬请各位领导批评指导

　　一、智能高频雷达物位计原理

　　JDD90系列智能高频雷达物位计装有天线装置，是依据时域反射原理（TDR）为基础的雷达物位计。不论智能高频雷达物位计还是导波雷达物位计，都靠天线发射窄的微波脉冲，这个脉冲以光速在空间传播，遇到被测介质表面，其部分能量被反射回来，被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。由于电磁波的传播速度高，发射脉冲与接受脉冲的时间间隔很小（纳秒量级）很难确认。JDD90系列智能高频雷达物位计采用一种的相关解决技术，可以准确识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔，从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离。

　　二、智能高频雷达物位计特点

　　- 波束角小，发射频率大，能量集中，具有更强抗干扰能力，大大提高了测量精度和性；

　　- 天线尺寸小，便于安装和加装防尘罩等天线防护装置；

　　- 测量盲区更小，对于小罐测量也会取得良好的效果；

　　- 波长更短，对小颗粒物质的料位测量更适合。

　　雷达液位计在成品油的典型应用案例

　　雷达液位计在成品油行业，主要是针对原油库、汽油罐、柴油罐、天然气罐等容器内液体介质的测量。以下是慧博新锐雷达液位计在成品油的典型应用:

　　雷达液位计测量铝液的典型案例

　　实践是检验真理的唯一标准。无论是仪表，还是仪器，口头上说可以用在某种介质上，总没有那么信服。若可以展示真实的案例，也许大家才能真的相信。

　　众所周知雷达物位计应用广泛，几乎各行各业都有它的身影，那么今天继续给大家分享实际案例，结合案例，了解实际测量中都会遇到哪些问题又是如何解决的。

　　导波雷达液位计测量原理

　　接触式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。传感器发射出脉冲并沿缆式或杆式传导，当脉冲波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。

　　导波雷达液位计输入

　　反射的脉冲信号沿缆式或杆式传至仪表电子线路部分，微处理器对信号进行处理，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

　　导波雷达液位计输出

　　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。

　　GJ05R5-PCBV2LM1500雷达物位计电话

　　介质测量的定制方案

　　高温熔体（＞400℃）测量采用水冷法兰（流量2m³/h）保护传感器，波导延伸管耐温达800℃。强粘附性介质使用自清洁天线，每秒1次的微振动挂料。某沥青储罐应用案例中，带刮刀装置的传感器使维护周期从1周延长至6个月。卫生型设计满足3A标准，Tri-Clamp快装接口表面粗糙度Ra＜0.8μm。研发的透波窗口材料（如蓝宝石）可测量ε＜1.4的介电常数介质。

　　雷达物位计有哪些常见类型?

　　调频连续波型雷达物位计

　　相对于脉冲回波时间差方式的测量原理，调频连续波型液位雷达采用FMCW(频率调制/连续波)体制，可以达到计量级的测量精度。

　　调频连续波型液位雷达工作原理

　　其工作原理安装在罐顶雷达液位计通过天线向液面发射经频率调制的电磁波信号，被测表面返回的信号被发射天线接收，并与天线发射的瞬时频率信号比较。由于信号的频率按照一定规律不断变化，因此比较信号频率与天线到液面的直线距离成比例。

　　综合测量信号与油罐形状参数，进行几何处理，就可以得到的液位高度和剩余量信息。

　　脉冲型雷达物位计原理

　　雷达物位计天线发射窄的微波脉冲(例如:6G频率雷达，即:发送一个△t时间(一般为1ns)的脉冲，叠加6GHZ的正弦波信号)，这个脉冲以光速在空间传播，碰到被测介质表面，其部分能量被反射回来，被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。

　　由于其发射脉冲与接收脉冲的时间间隔小，一般都采用时间拓展技术，并采用多次测量求平均的方法获得结果;这种测量技术决定了其精度为5~10mm。

　　脉冲雷达由于采用微波脉冲信号，是间断性发射脉冲方式，所以，脉冲雷达可以做到功率比较低，一般为0.5W内。可以很方便的实现本安设计。在设计中大都采用大电容充电方式，等电容充电到一定容量后，进行一次微波脉冲信号发射测量。这种设计方式决定了其在料位变化率比较快的情况下，会出现锁波现象。