UM30-214113导波式雷达液位计性价比高的

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　　导波雷达液位计与其他雷达液位计相比，具有不同的工作原理，也有自己的优势和不足。用户尤其是采购人员了解这些信息，对于正确的选型重要。下面，就导波雷达液位计的原理和优缺点具体介绍如下。

　　一、导波雷达液位计的工作原理

　　导波雷达液位计的工作原理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探头传播，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。

　　而普通雷达液位计的工作原理是****—反射—接收。具体说来就是，雷达传感器的天线以波束的形式****电磁波信号，****波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收。****及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示、报警、操作等。

　　计为Rada-21高频脉冲雷达液位计

　　二、导波雷达液位计的优缺点

　　1、导波雷达液位计的不足

　　（1）不适合用于测量腐蚀性和粘附性液体，也不适合用于食品等级要求较高的场合

　　从两种雷达液位计的不同工作原理，可知雷达液位计是非接触式测量，导波雷达液位计为接触式测量。所以，需要考虑介质的腐蚀性和粘附性，在食品等级要求较高的场合，也一般不用导波雷达液位计。

　　（2）导波雷达液位计的安装和维护不便

　　导波雷达液位计在测量时，过长的导波杆（缆）为安装和维护增加了不少困难。而且相比能够互换使用的普通雷达液位计，导波雷达液位计的导波杆（缆）的长度根据工况固定，一般不能互换使用。所以，一般来说，导波雷达液位计要比普通雷达液位计的选型和维护要繁琐的多。

　　（3）导波雷达液位计的测量距离受限

　　导波雷达液位计的测量距离不会很长，而普通雷达液位计在30~40m的罐体上应用比较常见，甚至可测到60m。

　　2、导波雷达液位计的优势:

　　（1）对波动较大介质的测量更稳定

　　在罐内有搅拌，介质波动较大的工况下，用底部固定的导波雷达液位计比普通雷达液位计更为稳定，优势也更为明显。

　　（2）更适于对小罐体内物料的测量

　　在测量小罐体内的物位时，由于安装测量空间小（或罐内干扰物较多），一般普通雷达的液位计不适用，而导波雷达液位计则不受限。

　　（3）导波雷达液位计不受介电常数高低的限制

　　普通雷达液位计和导波雷达液位计的测量原理都是基于介质介电常数的差别进行测量的，由于普通雷达液位计****的波是发散的，当介质介电常数过低时，信号太弱测量就会不稳定，而导波雷达液位计****的波是沿导波杆传播的，信号相对稳定。

　　此外，导波雷达液位计一般还有底部探测功能，可以根据底部回波信号的测量值加以修正，使信号更为稳定准确。

　　型号FMP50FMP51FMP52FMP54FMP53FMP55FMP56FMP57测量范围杆式4m;

　　缆式12m杆式10m;

　　缆式45m

　　同轴探头: 6m杆式4m;

　　缆式45m杆式10m;

　　缆式45m

　　同轴探头: 6m杆式6m杆式4m；

　　缆式10m

　　同轴探头6m缆式12m杆式4m

　　缆式45m应用液位液位/界面液位/界面液位/界面液位液位/界面固体料位固体料位过程连接3/4''螺纹螺纹、法兰法兰、Triclamp(卡箍)螺纹、法兰螺纹、法兰

　　Triclamp(卡箍)法兰3/4''螺纹螺纹、法兰材质 过程Alu、PBT、316LAlu、PBT、316L、AlloyCAlu、PFA、PTFE、Alu、PBT、316LAlu、PBT、316LAlu、PBT、316LAlu、PBT、316L、PAAlu、PBT、316L、PA、Steel密封VitonViton、Kalrez、EPDMPBT、316LGraphiteFKM、Kalrez、EPDMPFA、PTFEViton、EPDMViton、EPDM过程压力bar-1…6-1…40-1…40-1…400-1…16-1…40-1…16-1…16过程温度℃-20…80-50…200-50…200-196…450-20…150-50…200-40…150-40…150电源10.4…48VDC 90…253VAC10.4-48VDC90…253VAC缆绳承受力4mm: 2kN4mm: 5kN4mm: 2kN4mm: 10kN—4mm: 2kN4mm: 20kN

　　6mm: 20kN4mm: 20kN

　　6mm: 42kN

　　8mm: 42kN精度mm±2±2输出4-20mA/HART, PROFIBUS PA, FF基金会现场总线, 开关量输出4-20mA/HART, PROFIBUS PA, FF基金会现场总线, 开关量输出小介电常数1.61.6/1.41.6/1.41.6/1.41.6上层介质经济性分析与选型建议

　　80GHz雷达价格是26GHz的1.5-2倍，但在低ε介质中可减少50%无效采购。某电厂案例显示，替换差压变送器后年维护成本从3万降至5000元。四线制分体设计节省电缆，300米传输仅需0.5mm²线径。无线版本免除布线，但需5年更换电池（典型功耗18mW）。行业数据显示投资回报期平均1.8年，主要来自减少的停机损失。

　　罗斯蒙特导波雷达物位计 3302液位变送器用于液位测量和界面测量，为液体应用提供了具有成本效益的解决方案。工作温度:-40 至 150°C（-40 至302°F），工作压力:全真空至 580 psi（全真空至 40 bar）。ROSEMOUNT物位计 3302可配备多种探头，以适应大多数应用，如硬单线、分段单线、软单线、软双线等。通过发射脉冲和反射脉冲之间的时间差被转换成距离，计算总电平或界面电平。ROSEMOUNTVeriCase 是 3308 和 5300 罗斯蒙特液位变送器的移动验工具，具有 HART 和 Modbus通信。

　　ROSEMOUNT雷达物位计 TM 3300系列产品，功能多样，易于使用，可用于大多数储罐的液位监测应用，使用简单。带非导电表面和轻质金属的导波杆:可从变送器型号代码（例如，330xxxxx1xxxxxxxx）的第九个字符位置找到结构材料代码。不允许在有粉尘的易爆环境中使用含镁或锆超过7.5%的导波杆或法兰。除了更换整个变送器头或导波杆组件外，换用未经核准的部件或进行维修的行为都可能危害性，不得进行。罗斯蒙特液位计3300 系列是一种基于时域反射（TDR）原理的智能双线连续电平发射机。

　　ROSEMOUNT导波雷达物位计5301HA1S1V3AM0225HBNAM1C1

　　罗斯蒙特超声波液位计4ST

　　罗斯蒙特差压变送器3051TG4A2B21AB4K5M5

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　　ROSEMOUNT导波雷达液位计5301HA1H1N3AM0340AANAM1C1

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　　罗斯蒙特压力变送器3051TA2A2B21AB4M5

　　ROSEMOUNT物位计5301HA1H1N3AM00080AANAC1

　　ROSEMOUNT雷达液位计5301HA1S1E5BM01900BBE1M1C1

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　　本公司主要代理经销欧洲、美国等厂家的工控机电设备、编码器、泵阀、液位计、传感器、流量计、变送器、分析仪、PLC、温度计等各种工控自动化产品和仪器仪表。公司以提供的服务为宗旨，与国内各企业建立广泛合作伙伴关系。

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　　ROSEMOUNT导波雷达物位计是由导波杆向下引导微波脉冲到达物料表面后，部分信号被反射回来，通过测量信号发射到接收的时间差得出物位高度。通过天线发射并接收能量少且短的微波脉冲信号，信号以光速运行，这种测量方式可以在工业频率波段内正常使用，可以安装在各种金属、非金属或者管道内，可测量物体十分广泛，如各类液体、浆液原料以及颗粒类物料，皆可进行非接触式的连续性测量，现场环境恶劣，工况相对复杂，存在各种形式的干扰，造成虚假回波的情况下，导波雷达物位计依旧可以准确的分析出物位的正确回波。在测量时应注意，理论上当发射的微波脉冲测量返回后到达天线的位置即可，综合考虑现场环境，被测物料是否会腐蚀或者粘附天线周围造成影响。

　　罗斯蒙特导波雷达物位计。通过标定只得到物位与时间之间关系的若干点数据，需要根据这些数据拟合或插值得到物位与时间之间的关系表达式才能实现物位的测量。针对导波雷达物位计测量不同相对介电常数的物料，基于MSP430F5418 单片机信号处理系统，采用二阶 Lagrange 插值法对真实回波的Z大峰值点进行修正，并运用多项式拟合或者一阶 Lagrange 插值对标定数据进行处理。水位测量实验结果表明，对 72.4cm长的导波杆，测量范围从 30~57 cm 拓宽到 20~72 cm，测量误差由 1.0 cm 减小到 0.5cm。喷漆挡板模拟物位界面实验结果表明，对 250cm 长的导波杆，测量范围可达从导波杆法兰下表面 20 cm位置处到导波杆末端，减小了测量盲区，且测量误差不大于 0.5 cm。

　　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。

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　　1、液位传感器测量原理

　　导波雷达液位传感器利用时差实现液位测量，运用TDR(时域反射)原理，通过探头反射波和液位反射波之间的时间差来测量液位。

　　导波雷达液位传感器采用发射-反射-接收的方式，首先发射一个高频电磁波，电磁波会沿同轴线缆传播到法兰处，产生一个回波(顶部回波);然后电磁波继续沿导波杆传播，当电磁波碰到液面后，由于介电常数发生突变，会产生另一个回波(物位回波)，两个反射波都被设备接收。通过检测出的两个回波的时间差，即可计算出液面高度。

　　顶部回波和物位回波的时间差一般在10ns以内，若通过直接测量时间差来计算液位，则达到毫米级别的精度所需的时间测量精度以及采样、处理的速度要达到皮秒量级。数字计数或实时采样等传统时间测量方式很难达到如此高的要求，为此采用等效时间采样的方法。

　　等效时间采样是指对频率很高的周期性或者准周期性被采样信号，以较慢的采样频率捕获被采样信号的样本，然后按照一定规律重新组合，得到与原信号相似的波形，从而实现通过较低的实时采样速率获得较高的等效采样速率。对乏燃料池的液位来说，毫秒级别内的液位变化是很小的，所以可以将乏燃料池的液位回波信号看为准周期性重复信号，也就适用于等效时间采样法。

　　2、液位变送器工作原理

　　液位变送器的主要功能是产生雷达波，并对返回的雷达波进行分析处理，得到液位数据并将其变送为4~20mA信号。脉冲发射控制电路以440kHz左右的频率发射脉冲波，脉冲波通过同轴线缆向外传输，经过法兰和液面时，各返回一个回波。脉冲采样控制电路会按照等效时间采样原理，以每个周期加ΔT的间隔控制高速采样门的开启，实现对回波信号的采样，通过放大电路对信号进行放大，得到液位信息。液位信息经4~20mA变送模块转换为供电回路的电流值，此电流值与液位高度保持线性关系。LOOP供电处理模块负责为整个系统提供电能，整个系统耗电流低于3.5mA。

　　由以上描述可知，变送器的采样密度是由ΔT决定的，ΔT的时间长短和度直接决定了液位信息的分辨率和精度。因此，变送器的核心部件是脉冲发射、接收时间差校准模块，此模块的采样精度决定了液位测量回路的精度。

　　罗斯蒙特 5300 系列是一款的 2 线制导波雷达 (GWR) 变送器，用于液体、浆料、固体中的 复杂液/料位和界面测量。它采用我们 30 年久经考验的雷达知识，其设计旨在提高工厂的收益。 5300 拥有您期望的*过程雷达应具有的优点，包括 出的性、*的性、简便的可操作性以及无限制的连通性。

　　直接开关技术与其他 2 线制导波雷达变送器相比，它具有更强的雷达信号，可提供的测量性能和性。

　　导波杆末端探测功能在介电性低的产品中也能进行长距离测量。

　　利用校验反射器功能可从控制室简捷地进行变送器完整性测试。

　　通过智能电流接口改进 EMC 性能，从而提高性。

　　轻松集成到新建的或现有工厂管控网中，并可选择具有叠加 HART、modbus 输出或 FOUNDATION ? 现场总线的 4-20 mA 方案以便于全面支持 PlantWeb? 警报。

　　功能强大且易于使用的 组态工具。

　　提供 全系列导波杆，几乎覆盖应用，包括用于 温度和压力的严苛工况的导波杆。

　　雷达变送器强大的模块化设计和 M*riableTM配置降低了成本，提高了性。

　　几乎不受应用工况影响，例如 灰尘、蒸汽和干扰性障碍物。

　　按照 IEC61508 在单用模式下通过 SIL2 认，冗余模式下通过 SIL3 认

　　罗斯蒙特 9901－ 用于过程液位仪表的高品质旁通管

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　　导波雷达液位计是为液位测量和控制系统中应用而研发的雷达液位仪表，可以用于指示和控制液位，可以满足大多数情况的液位测量，测量准确度高，导波雷达液位计工作原理运用了时域反射与ETS等技术。液位计变送器模块可以发射特定频率的高频窄电磁波，该电磁波沿着传感器的导波杆或钢缆传播，当发射的电磁波遇到不同的介电常数的介质表面时，电磁波会被反射回来。通过等效时间采样技术将纳秒级的传导时间放大为毫秒级别的等效时间，再采用*目标识别等复杂的算法处理，并对存在的虚假回波进行有效抑制，从而实现了对液位的测量。

　　导波雷达液位计是一种采用直接接触的方式，将传感器导波杆或者钢缆浸入被测介质进行测量的液位仪表。液位计运用了时域反射原理，变送器模块部分产生一定频率的电磁信号沿导波传感器传播，遇到不同介电常数的介质时产生反射，单片机通过算法可以得到待测液位高度。因此，在用导波雷达液位计测量液位时，液位的变化会引起传感器特征阻抗改变。这种改变产生的反射信号通过电路采集进行捕捉后，加以处理从而得到所测的液位高度。

　　导波雷达液位计主要具有以下优点:

　　（1）液位计的电磁波沿同轴射频电缆和导波杆或者钢缆传导，衰减程度小，功耗低，电磁波能量集中，不易扩散，抗干扰能力很强，准确度可达±3mm。

　　（2）可以测量各种低介电常数的介质，介电常数的大小只影响回波幅度大小，对测量数据无影响。

　　（3）雾气、泡沫等引起的散杂信号对测量无影响。对于具有挥发性气体、泡沫、液位表面波动、挂料、结垢、沸腾、介电常数或密度经常变化的测量工况，都可以有效进行测量。

　　（4）测量不受介质密度、导电率和温度的影响，适用于高温高压工况下的测量。

　　（5）具有维护量小，现场调校方便，性能稳定、等优点。

　　导波雷达液位计

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　　HJRD32导波雷达液位计具有低维护，高性能、高精度、高性，使用寿命长等优点。在与电容，重锤等接触式仪表相比较，具有无可比拟的性。微波信号的传输不受大气的影响，所以它可以满足工艺过程中挥发性气体、高温、高压、蒸汽、真空及高粉尘等恶劣环境的要求。该产品适用于高温、高压、真空、蒸汽、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境，可对不同料位进行连续测量。该仪器主要技术达到或优于国内外同类产品,且安装调试简便，可以单台使用，也可组网使用，可广泛应用于冶金、建材、能源、石化、水利、粮食等行业。

　　导波雷达液位计技术参数:

　　应    用:液体

　　测量范围:6米

　　过程连接:螺纹、法兰

　　过程温度:-40-250℃

　　过程压力:-0.1~2MPa

　　精    度:±3mm

　　频率范围: 100MHZ-1.8GHZ

　　防爆等级:Exib IIC T6 Gb

　　防护等级:IP67

　　信号输出:4—20mA/HART（两线）

　　导波雷达液位计特点说明:

　　特点:

　　1.可以测量介电常数大于等于1.4的介质。

　　2.一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。

　　3.杆式雷达量程可以达到6米。

　　4.对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。

　　5.对于介电常数比较小的液体物料可以采用双探杆式测量方式，以保障良好的准确测量精度。

　　测量原理

　　产品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---- 探头到罐壁的距离

　　顶部盲区是指物料高料面与测量参考点之间的小距离。

　　底部盲区是指缆绳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。

　　安装位置:

　　1.尽量远离出料口和进料口。

　　2.对金属罐和塑料罐，在整个量程范围内不碰壁。如果是金属罐，物位仪表不要安装在罐的。

　　3.建议安装在料仓直径的1/4处。

　　4.缆式探头或杆式探头离罐壁距离不小于30厘米。

　　5.探头底部距罐底大约30mm。

　　6.探头距罐内障碍物距离不小于200mm。

　　7.如果容器底部是锥型的，传感器可以安装

　　8.罐顶，这样可以一直测量到罐底。

　　导波雷达液位计安装图:

　　图一（安装指南）

　　图二（导波管）

　　导波雷达液位计选型表:

　　仪表型号 探头类型 量程 材质

　　HJRD32   杆式探头 6000mm   不锈钢

　　HJRD32-防爆

　　P 标准型 ( 非防爆 )

　　I 本安型 (Exib Ⅱ C T6)

　　D 本安型＋隔爆型 (Exd ib Ⅱ C T6)

　　HJRD32-杆式探头

　　A 6mm

　　B 10mm

　　HJRD32-过程连接/材料

　　G G1½"A  螺纹/不锈钢

　　GA G1"A  螺纹/不锈钢

　　N 1½"NPT 螺纹/不锈钢

　　NA 1"NPT 螺纹/不锈钢

　　C 法兰 DN50 PN16 C 型

　　D 法兰 DN80 PN16 C 型

　　E 法兰 DN100 PN16 C 型

　　F 法兰 DN150 PN16 C 型

　　H 法兰 DN200 PN16 C 型

　　K 法兰 DN250 PN16 C 型

　　Y 约定

　　HJRD32-密封温度

　　P 普通密封 /-40...100℃

　　G 高温密封 /-40...250℃带散热片

　　HJRD32-电子单元

　　2 （4 ～ 20）mA /24V DC 两线制

　　3 （4 ～ 20）mA /24V DC/HART 两线制

　　4 （4 ～ 20）mA /24V DC/HART 四线制

　　5 （4 ～ 20）mA /220V AC/HART 四线制

　　HJRD32-外壳/防护等级/天线防护等级

　　P 塑料 /IP65

　　L 铝 /IP67

　　HJRD32-电缆接口

　　M M20*1.5

　　N ½"NPT

　　HJRD32-编程/显示

　　V 带

　　X 不带

　　HJRD32-量程（mm）

　　备注:

　　相关信息