雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面发射,当电磁波碰到液面后反射回来,仪表检测出发射波及回波的时差,从而计算出液面的高度。
被测介质导电性越好或介电常数越大,回波信号的反射效果越好。
雷达液位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示等几部分组成。发射一反射一接收是雷达液位计工作的基本原理。它分为时差式和频差式。
时差式是发射频率固定不变,通过测量发射波和反射波的运行时间,并经过智能化信号处理器,测出被测液位的高度。
这类雷达液位计的运行时间与液位距离的关系为:t=2d/c。式中C为电磁波传播速度,C=300000km/s;d为被测介质液位和探头之间的距离,m;t为探头从发射电磁波至接收到反射电磁波的时间,s。
频差式是测量发射波与反射波之间的频率差,并将这频率差转换为与被测液位成比例关系的电信号。
这种液位计的发射频率不是一个固定频率,而是一等幅可调频率。
雷达液位计的特点及主要性能参数
雷达液位计在易燃、易爆、强腐蚀性、高温、粘稠等恶劣的测量条件下,更显示出其卓越的性能,特别适用于大型立罐和球罐等的测量。对其性能的了解,有利于雷达液位计的正确运用。
雷达液位计的选型
天线是雷达液位计关键部件,天线的形状决定雷达波的聚焦和灵敏度。
喇叭口天线适用于绝大多数场合,聚焦特性特别好。现场许多储罐都选用此类型天线,但不适用于腐蚀性介质的测量。
杆式天线的安装法兰尺寸小,化学稳定性好,易清洗,对冷凝水的粘附不敏感,特别适用于测量腐蚀性介质(如硫磺)及较窄的安装短管里进行高精度测量。
法兰下置型天线适用于高温介质、腐蚀性介质或不能在顶部安装的环境。
抛物面天线聚焦性好,不受加热蒸汽的影响,特别适用于带加热蒸汽的大型容器的罐内测量,如渣油、沥青等的测量,测量范围可达40m。
导波雷达液位计,化学工业中的一种液位测量仪表。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。
1.首先检查罐顶雷达液位计油位满高设定值与PLC程序中液位设定值是否一致。常见现象是二者设置的参数不同,造成界面显示不准。
2.检查雷达液位计自身显示是否有问题。
方法是:通过雷达液位计上的液晶显示屏察看油罐即时液位及即时液位下的电流输出值,并通过雷达液位计满高液位值设定对应电流满值输出这一比例关系,进行计算,核对油罐即时液位值所输出的即时电流值是否准确。
如果有误,则说明雷达液位计本身存在问题,需要进行对其进行其他内部参数设定的进一步检查。如检查各参数设定无问题,应联系雷达液温计维修部门进行相关问题的解决。雷达液位计属贵重精密仪器,当故障原因判断不准切忌不可擅自拆卸。
3.检查信号传输线路是否有问题。当雷达液位计油位满高设定值与PLC程序中液位设定值一致时,若信号传输线路工作正常,则应该看到雷达液位计上的液位即时高度值应同PLC界面显示值相一致;否则,说明信号传输线路存在故障,应对雷达液位计至现场PLC模块双绞屏蔽线、接头及相关的ControlNet网进行逐一故障排查。
4.当导波雷达液位计与PLC界面显示值一致,但与商检打尺值总存在差值,这时在排除以上各项故障后,可以调整雷达液位计内部参数空高值进行解决。因为雷达液位计的空高值虽然是一个测量固定值,但如果原输入的数据测量有误。
安装注意事项
1.保护探头顶部连接的塑料帽在最后安装传感器之前不要取走。
2.在传感器的过程连接上不要使用任何的密封黏合剂或TFE胶带,该连接处是使用Viton环密封。
3.注意保护探头顶部的高频连接干燥清洁,必要时可用酒精擦拭,用棉签擦干。
4.传感器和探头部分的连接,随手上紧后,再用扳手上紧1∕4到1∕2圈。
液位计良好的结构及安装方式可适用于高温、高压、强腐蚀,易结晶,防堵塞,防冷冻及固体粉状、粒状物料。普通雷达可以互换使用,而导波雷达由于导波杆(缆)长度根据原工况固定,一般不能互换使用,受此影响导波雷达的选型要比普通雷达麻烦。从天线下缘到被测介质表面之间,由发射的微波波束所辐射的区域内,不得有障碍物,因此安装时应尽可能避开罐内设施,如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。
雷达液位计具有低维护,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。
工作原理:
雷达液位计采用发射--反射--接收的工作模式,天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,
关系式如下:D=CT/2式中D——雷达液位计到液面的距离C——光速T——电磁波运行时间雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。
在实际运用中,雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计,功耗大,须采用四线制,电子电路复杂。
而采用雷达脉冲波技术的液位计,功耗低,可用二线制的24VDC供电,容易实现本质安全,精确度高,适用范围更广。
雷达液位计采用脉冲微波技术,其天线系统发射出频率为6.8GHz、持续时间为0.8ns的脉冲波束,接着暂停278ns,在脉冲发射暂停期间,天线系统将作为接收器,接收反射波,同时进行回波图像数据处理,给出指示和电信号。
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