智能雷達(dá)物位計(jì)-6.8GHz雷達(dá)式物位測量儀表

智能雷達(dá)物位計(jì)-6.8GHz雷達(dá)式物位測量儀表

原理&結(jié)構(gòu)

RR31系列傳感器是*雷達(dá)式物位測量儀表，測量距離大35米,可以用于存儲(chǔ)罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量，輸出4…20mA模擬信號(hào)或Modbus/HART數(shù)字信號(hào)。

高頻微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收，雷達(dá)波以光速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保穩(wěn)定和精-確的測量。即使工況比較復(fù)雜的情況下，存在虛假回波，用-新的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的識(shí)別出物位的回波。

智能雷達(dá)物位計(jì)-6.8GHz雷達(dá)式物位測量儀表

特點(diǎn)

●采用*非接觸式測量

●采用極其穩(wěn)定的材料制造

●測量液體、固體的物位

●可以測量所有介電常數(shù)＞1.8的介質(zhì)

●測量范圍0…20m(可以擴(kuò)展到35米)

●采用兩線制、回路供電的技術(shù)，供電電壓和輸出信號(hào)通過一根兩芯電纜傳輸

●4…20mA輸出/HART（兩線）

●分辨率1mm

●不受噪音、蒸汽、粉塵、真空等工況影響

●不受介質(zhì)密度、粘稠度和溫度的變化影響

●過程壓力可達(dá)4.0MPa

●過程溫度可達(dá)250℃

輸入

天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：D=C×T/2（其中C為光速）因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D

輸出

通過輸入空罐高度E（=零點(diǎn)），滿罐高度F（=滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4…20mA輸出。

RR31A-棒式

RR31B-棒式法蘭型

RR31C-喇叭式

接線方式

二線制接線方法

四線制接線方法

二線制-分體式接線圖

分體式雷達(dá)主機(jī)

分體顯示表頭

儀表尺寸（單位mm）

儀表殼尺寸

導(dǎo)桿天線尺寸

喇叭天線尺寸示意圖

選型表

安裝指南

安裝位置說明（弧頂容器）

●建議距離①罐體內(nèi)壁至安裝短管的外壁應(yīng)大于罐直徑的1/6或離罐壁小距離為300mm；不能安裝在入料口的上方④。●不能安裝在中心位置③，如果安裝在中央，會(huì)產(chǎn)生多重虛假回波，干擾回波會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失。●如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質(zhì)會(huì)黏附造成虛假回波，在調(diào)試儀表的時(shí)候●應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ)。

●如平頂容器需注意①和④。

罐內(nèi)安裝

在信號(hào)波束內(nèi)，應(yīng)避免有如下安裝物：

●①限位開關(guān)，溫度傳感器等。

●②對(duì)稱裝置，如真空環(huán)，加熱線圈，擋板等等。

●如果罐內(nèi)有①②干擾物，應(yīng)采用導(dǎo)波管進(jìn)行測量。

-佳安裝選擇

●天線尺寸：天線越大，波束角越小，干擾回波將越弱。

●天線調(diào)整：將天線調(diào)整到-佳測量位置。

●導(dǎo)波管：導(dǎo)波管安裝用來避免干擾回波。

導(dǎo)波管內(nèi)的測量

如果容器內(nèi)的裝置復(fù)雜，比如：加熱盤管、換熱器或運(yùn)轉(zhuǎn)很快的攪拌器等，需要使用安裝導(dǎo)波管的天線。當(dāng)介質(zhì)產(chǎn)生持續(xù)渦流或者容器內(nèi)裝置造成虛假反射時(shí)，也可以采用這種天線。

由于雷達(dá)信號(hào)在導(dǎo)波管內(nèi)被聚焦，所以可以測量介電常數(shù)小的介質(zhì)（ε r＝1.6~3.0）。

下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要的-低液位，這樣才能在管道中進(jìn)行測量。

注意導(dǎo)波管上方的通氣孔應(yīng)該與儀表標(biāo)牌一側(cè)在一條直線上。

除了在容器內(nèi)安裝導(dǎo)波管之外，還可以在容器外安裝旁通管。

如果通過導(dǎo)波管或旁通管測量，由于雷達(dá)信號(hào)的運(yùn)行時(shí)間的改變，大測量范圍會(huì)縮小1…20％（比如：DN50:15m而不是20m，DN100:18m，而不是20m）。

如果通過導(dǎo)波管或旁通管測量，由于雷達(dá)信號(hào)的運(yùn)行時(shí)間的改變，大測量范圍會(huì)縮小1…20％（比如：DN50:15m而不是20m，DN100:18m，而不是20m）。

將傳感器的標(biāo)牌的一側(cè)對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)波管開孔的軸線。由于雷達(dá)信號(hào)的極化，只有在這個(gè)方向上，才能保證穩(wěn)定可靠的測量。

焊接在容器上的導(dǎo)波管

安裝在容器接管上的導(dǎo)波管

安裝旁通管的天線

如果傳感器安裝在旁通管上，雷達(dá)傳感器必須安裝在高于旁通管與容器上部的連通部分至少500mm的地方。如果旁通管的內(nèi)壁不平，需要在附加使用一個(gè)測量套管（管子套管子）。

如果介質(zhì)的介電常數(shù)小（＜4），旁通管的長度應(yīng)較普通的旁通管長，因?yàn)椴糠掷走_(dá)信號(hào)可以穿透介電常數(shù)小的介質(zhì)，當(dāng)旁通管的介質(zhì)很少的時(shí)候，由旁通管底部反射的回波信號(hào)要比介質(zhì)反射的信號(hào)還要強(qiáng)，此時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)測量誤差。在這種情況下，如果將旁通管延長（300…800mm）,穿透介質(zhì)的那部分雷達(dá)信號(hào)可以在這部分介質(zhì)中被衰減。也可以在旁通管底部安裝折射板，將到達(dá)底部的雷達(dá)信號(hào)折射走。

延長的旁通管用于測量表面波動(dòng)大的介質(zhì)

利用旁通管測量介電常數(shù)小的介質(zhì)波動(dòng)大的介質(zhì)

粘附性介質(zhì)

對(duì)于粘附性介質(zhì)，導(dǎo)波管的直徑應(yīng)該盡量大一些。對(duì)于非粘附性的介質(zhì)，導(dǎo)波管的直徑可以為50mm，對(duì)于有些粘附的介質(zhì)，導(dǎo)波管的直徑一般為100mm或150mm。

對(duì)于粘附性太強(qiáng)的介質(zhì)，不能通過導(dǎo)波管進(jìn)行測量。

通過導(dǎo)波管測量混合介質(zhì)

如果需要測量導(dǎo)波管內(nèi)的混合介質(zhì)或分層介質(zhì)，導(dǎo)波管上需要開圓形孔、長圓形孔或矩形孔。開孔是為了充分混合導(dǎo)管內(nèi)的介質(zhì)。

由于雷達(dá)信號(hào)極性的問題，應(yīng)該在導(dǎo)波管上成180°開兩排圓形或矩形孔。雷達(dá)傳感器在安裝的時(shí)候應(yīng)該注意：開孔的軸線應(yīng)該與傳感器的標(biāo)牌的一側(cè)對(duì)齊。

較寬的矩形孔會(huì)造成虛假回波。因此矩形孔不能寬于10mm。為了降低信號(hào)的噪音面，圓形的開孔優(yōu)于矩形的開孔。

相同的介質(zhì)  混合介質(zhì)

帶球閥的導(dǎo)波管

如果在導(dǎo)波管上使用球閥，可以在不打開容器的條件下對(duì)儀表進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)（比如：測量液態(tài)煤氣或有毒的介質(zhì)）。

要做到球閥的通道對(duì)測量沒有影響，必須使球閥的直徑與導(dǎo)波管的直徑相匹配。球閥距離儀表法蘭至少500mm。

導(dǎo)波管的設(shè)計(jì)指南

雷達(dá)傳感器的導(dǎo)波管一般用于DN50、DN80、DN100和DN150的法蘭。

圖1是用于DN50法蘭的導(dǎo)波管，以此舉例進(jìn)行介紹。

導(dǎo)波管的內(nèi)壁必須光滑（平均粗糙度Rz≤30）。導(dǎo)波管可以采用拉伸的或縱縫焊接的不銹鋼管。通過焊接法蘭或管接頭可以延長導(dǎo)波管的長度，在焊接的時(shí)候必須注意管內(nèi)壁上不能有焊縫或凸緣，在焊接前從內(nèi)側(cè)固定好套管和法蘭。焊接時(shí)注意不要焊透套管壁。套管內(nèi)壁必須保持平滑。如果不小心焊透了套罐壁，您必須重新整平內(nèi)壁，否則會(huì)產(chǎn)生很大的虛假回波。

圖2介紹是用于DN100法蘭的導(dǎo)波管。

DN80、DN100、DN150法蘭的雷達(dá)傳感器帶喇叭口天線。對(duì)于這些傳感器，在傳感器一端可以通過一個(gè)平的焊接法蘭代替預(yù)焊的法蘭盤。

圖1(單位:mm)    圖2(單位:mm)

如果攪動(dòng)或流動(dòng)的介質(zhì)，需要將導(dǎo)波管固定在容器底上。對(duì)于較長的導(dǎo)波管，必須考慮使用分段固定。

如果介質(zhì)介電常數(shù)小（＜4），雷達(dá)信號(hào)會(huì)穿透介質(zhì)。當(dāng)容器近似空倉的時(shí)候，容器底的反射回波會(huì)影響測量。可以在導(dǎo)波管末端安裝折射板將容器底的反射回波折射走。通過折射板可以保證空倉這一點(diǎn)的物位被準(zhǔn)確測量。如果不使用折射板，也可以將導(dǎo)波管的末端彎成一個(gè)彎度，同樣可以折射走容器底部的回波。

導(dǎo)波管末端彎曲示意圖   旁通管末端彎曲示意圖

虛假回波

由于安裝的不正確會(huì)產(chǎn)生很大的虛假回波，以下是經(jīng)常出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤的舉例：

容器內(nèi)的支架

和其它容器裝置一樣，容器內(nèi)支架會(huì)造成很強(qiáng)的虛假回波。采用折射板可以很好地防止虛假反射。

介質(zhì)波動(dòng)大

如果介質(zhì)產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，比如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量。注意導(dǎo)波管或旁通管內(nèi)不能附著介質(zhì)。如果介質(zhì)有可能產(chǎn)生附著的話，要使用100mm標(biāo)準(zhǔn)的或更粗的導(dǎo)波管或旁通管。

由于安裝的不正確會(huì)產(chǎn)生很大的虛假回波，以下是經(jīng)常出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤的舉例：

介質(zhì)附著

如果傳感器距離容器太近安裝，附著在容器壁上的介質(zhì)會(huì)造成虛假反射。傳感器應(yīng)該與容器壁保持一定距離。

容器內(nèi)的裝置

容器內(nèi)的裝置，比如：梯子等都會(huì)造成虛假回波。在設(shè)計(jì)安裝位置的時(shí)候，不能有任何裝置阻擋雷達(dá)信號(hào)的運(yùn)行。容器內(nèi)的裝置，比如：梯子等都會(huì)造成虛假回波。在設(shè)計(jì)安裝位置的時(shí)候，不能有任何裝置阻擋雷達(dá)信號(hào)的運(yùn)行。