雷达物位计具有低维护,高性能、高精度、高可靠性,使用寿命长等优点。在与电容,重锤等接触式仪表相比较,具有无可比拟的优越性。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。该仪器主要技术指标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。
雷达物位计信号处理因素:
1、雷达物位计的应用场合往往是局限的狭小空间,而不是开放的巨大的空间。雷达物位计发射的信号是电磁波,电磁波在空间是发散传播的,具有电磁波所有的一切特性,如反射,衍射,折射等。传播空间中的任何物体都会产生信号的反射。狭小的空间会产生诸多的反射信号,其中有物体表面的直接反射信号,也有信号的来回反射和震荡(表面间的多次反射)。
2、当液面的高度不同时,相当于测量空间形状在不断变化,信号的反射和震荡情况也不同。特别是当测量的空间有曲面时,如拱顶罐,球形容器或卧式椭圆罐时,由于曲面对电磁波有聚焦作用,液位的高度变化对反射的影响更大。
3、在雷达物位计安装和投用后,应用场合的空间表面情况不断变化的。以反应罐为例,化工过程需要测量的介质是多种多样的,进料时液面会有变化,如物料黏附,罐体内表面的物理或化学特性变化等,这些变化不可避免地会影响反射信号的强度。
4、某些应用现场的介质会直接影响到雷达波的发射和接受。一方面表现在对天线的影响上。如蒸汽冷凝在天线表面,物料结晶在天线表面。另一方面罐内介质的挥发或雾化,也会影响雷达波的传播,进而对测量产生影响。
5、测量的液面也有多种情况变化,如静止时是镜面;液位变化时表面会产生波动;有时可能会有泡沫的存在。在不同的情况下,信号的多次反射情况会发生变化。
雷达物位计测量不受介质变化、温度变化、惰性气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。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。
雷达物位计安装应注意的问题:
1.当测量液态物料时,传感器的轴线和介质表面保持垂直;当测量固态物料时,由于固体介质会有一个堆角,传感器要倾斜一定的角度。
2.尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。特别要避免在距离天线最近的1/3锥形发射区内有障碍装置(因为障碍装置越近,虚假反射信号越强)。若实在避免不了,建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度,使传感器较容易地将虚假信号滤出。
3.要避开进料口,以免产生虚假反射。
4.传感器不要安装在拱形罐的中心处(否则传感器收到的虚假回波会增强),也不能距离罐壁很近安装,较佳安装位置在容器半径的1/2处。
5.要避免安装在有很强涡流的地方。如:由于搅拌或很强的化学反应等,建议采用导波管或旁通管测量。
6.若传感器安装在接管上,天线必须从接管伸出来。喇叭口天线伸出接管至少10mm。棒式天线接管长度最大100或250mm。接管直径最小250mm。可以采取加大接管直径的方法,以减少由于接管产生的干扰回波。
7.关于导波管天线:导波管内壁一定要光滑,下面开口的导波管必须达到需要的最低液位,这样才能在管道中进行测量。传感器的类型牌要对准导波管开孔的轴线。若被测介电常数小于4,需在导波管末端安装反射板,或将导波管末端弯成一个弯度,将容器底的反射回波折射走。
一、雷达物位计的选型分类:
1.脉冲型和调频连续波雷达
雷达物位计用于测物位的雷达料位计通常分为两类:脉冲型雷达(Pulse)和调频连续波雷达(FMCW)。在过程监测场合主要选用脉冲型雷达,由于其频率较低(6.3GHz),并且在天线结构设计时充分考虑了冷凝、积料等影响,雷达物位计还能利用超声波料位计中的回波信号处理,在有搅拌器等复杂工况中也能识别有效回波,价格相对也较便宜,故在水泥行业中主要采用了以中环天仪西门子组装雷达为代表的雷达.雷达由于发射功率大,量程大,价格也有较大下降,而且可靠性高,故近期在水泥行业已较多采用了此中环天仪雷达。
2.颗粒状物料的选型
在水泥厂原料大多是颗粒状物料,少数是块料,如石灰石、原煤、页岩等,其半成品熟料也是颗粒状物料,储存在库或仓里,都存在物料的安息角,但也有反射介面。根据入料和卸料所形成的物料安息角和表面情况,在确定有效量程后,建议采用非接触型的雷达物位计,即带有棒形或号角形天线的料位计。如用接触型的雷达料位计,会产生对缆绳较大的下拉力,造成事故。根据水泥厂信息反馈,号角形天线的料位计回波更强,精确度更高(±0.2~±1%F.S),
3.粉状物料的选型
在水泥厂和粉磨站水泥库一般有4~8个,在水泥厂还有生料均化库和粉煤灰库,这些物料全是粉料,非常难测其料位。在库里的粉料表面非常疏松,微波反射相当困难,为此建议采用接触型雷达物位计,也可选用大法兰的非接触型雷达料位计,较典型雷达:中环天仪组装雷达。
4.二线制
目前使用的雷达物位计大多是一体化的产品,由二线制供电,可直接接控制系统的模块,输出4~20mA的模拟信号,可节省大量电缆;同时还提供HART数字信号和各种协议的现场总线的数字通信功能,和计算机监控系统连接非常方便。
二、雷达物位计安装指导:
下述安装指导适用于杆式和缆式探头,雷达物位计管式探头测量与安装方式无关。
1、安装位置:a、距离罐壁的距离建议为罐直径的1/6-1/4(至少300mm,混凝土罐至少400mm);b、不要安装在金属罐中间;c、不要装在下料口处;d、选择探头长度时,注意探头底部距罐底约大于30mm;注意介质温度。
2、罐内障碍物:雷达物位计安装时注意探头距离障碍至少200mm。
3、干扰的祛除:a、干扰回波抑制:雷达物位计软件可实现对干扰回波的抑制,从而达到理想测量效果;b、旁通管及导波管(仅适用于液体)对于粘度不打于500cst,可采用旁通管,导波管或管式来避免干扰。
4、液体标准安装:对于粘度≤500cst且不易产生粘附的介质,管式探头是较佳方案,其特点如下:a、卓越的可靠性;b、可用于介电常数大于等于1.4的任何介质,测量与介质的导电性无关;c、罐内障碍物及短管尺寸不影响测量;d、比杆式探头能承受的横向压力高;e、对于高粘度的介质,建议使用杆式探头。
5、卧罐及立罐上的安装:
a、管式探头及杆式探头最长可到6米对于测量距离超过6米的罐,可选用8mm缆式探头;
b、安装及固定方式同固体粉仓测量;
c、对距罐壁的距离无限制,只要避免探头接触罐壁即可;
d、如果罐内障碍物比较多或过于靠近探棒时,请选用管式探头。
6、腐蚀性介质测量:如果测量腐蚀性介质,雷达物位计可选用杆式探头套一个塑料套管进行测量。