雷达物位计可发出高频率微波,沿着探杆传播,由于遇到被测介质,介电常数突变,引起反射。发射脉冲与反射脉冲的时间间隔与被测量介质的距离成正比。同时,导波雷达也可以测量两种不同介质的界面,雷达物位计充分利用介质的介电常数的不同。但测量条件是上层介质不导电,或其介电常数比下层介质介电常数小10倍以上。脉冲的工作方式可测小介电常数介质,并安全适用于各种金属,非金属容器内,对人体及环境无伤害。煤厂,电厂、石油化工、食品行业及一般工业应用。
雷达物位计从测量原理角度分为:脉冲型雷达物位计、调频连续波雷达物位计。
一、脉冲型雷达物位计原理:
雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲(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非常小,雷达物位计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最终结果;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。雷达物位计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。
二、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。雷达物位计安装在罐顶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。雷达物位计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,就可以得到精确的液位高度和剩余量信息。
雷达物位计的微波脉冲沿着一根缆、棒或包含一根棒的同轴套管运行,接触到被测介质后,微波脉冲被反射回来,并被电子部件接收,并分析计算其运行时间。微处理器识别物位回波,分析计算后将它转换成物位信号给出。由于测量原理简单,可以不带料调整,从而节省了大量调试费用。测量缆或棒可以截短,使之更加适应现场的应用。对于蒸汽不敏感,即使在烟雾、噪音、蒸汽很强烈的情况下,甘肃雷达物位计,测量精度也不受到影响。不受介质特性变化的影响,被测介质的密度变化或介电常数的变化不会影响测量精度。粘附:没有问题,在测量探头或容器壁上粘附介质不会影响测量结果。容器内安装物如果采用同轴套管式的测量完全不受容器内安装物的影响,不需要特殊调试。可以提供不同形式的探头用于不同应用:缆式,用于测量液体介质或重量大的固体介质,量程可达60米;棒式,用于测量液体介质或重量轻的固体介质,量程可达6米;同轴套管,用于测量低黏度的介质,不受过程条件的影响,量程可达6米。
一、导波雷达物位计使用过程中介电常数的影响
低介电常数和变介电常数的被测介质,优选导波雷达。低介电常数液体介质反射信号弱,信号衰减严重,物位波动和泡沫散射引起信号减弱,罐内障碍物反射引起虚假信号,为此就需要发射较强的电磁波信号,并采用功能强的微处理器进行复杂的信号处理。这就使得常规交流供电雷达物位计价格非常昂贵,但仍难以较好的解决在上述条件下的物位测量问题。导波雷达和常规雷达一样,导波雷达物位计采用传输时间来测量介质物位,信号自烃类[介电常数2~3]液体表面或自水[介电常数80]面反射回传的时间一样的,不同的只是信号幅度[强度]的差别。普通雷达须考虑介质的影响,比较难辩识返回的各种信号,从杂散信号中检出真正的物位信号,而导波雷达仅需测量电磁波的传输时间即可,无需信号的处理和辨别。
二、导波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,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: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:导波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、导波雷达物位计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,导波雷达物位计可选用杆式探头套一个塑料套管进行测量。
雷达物位计是应用于测量固体和液体物/物位测量的大量程连续调频雷达。是当今市场上较为便捷、可靠的雷达料位计,它以78GHz的频率创建了很短的波长,几乎对所有固体材料才能产生极好的信号反射,雷达物位计甚至在非常陡峭和起伏的不规则料面也能产生良好的测定效果。4°窄波束角和短JLRS560几乎可以在任何位置实现安装和可靠的料位测量,通过按键或手操器,进行简单的设置,在极短时间内就可准备就绪和运行,真正体现了低成本和高效率并且极少维护的测量。
雷达物位计因其特殊的非接触式测量特性,可对有污染性和腐蚀性的介质进行准确的测量,其稳定和准确的表现也同样体现在复杂的测量环境下。输出的4~20mA信号可以提供远端控制,采用了独特的微波技术和Echo-tech回波处理技术以适应各种工况。脉冲的工作方式可测小介电常数介质,并安全适用于各种金属,非金属容器内,对人体及环境无伤害。可用于存储罐、中间缓冲罐、水泥罐或过程容器的物位测量。
一、雷达物位计测量原理:
调频连续波雷达物位计在测量过程中应用了按照线性变化的高频信号,雷达物位计的信号从天线发出,在被测量平面反射,回波被天线接收。雷达物位计信号的发出与回波接收的频率差被用于进一步的信号处理,频率差对应于测量距离。一个大的频率差应对于一个较大的测量距离。通过FFT频率差被转化为频谱差,进而换算出测量距离。物位与测量距离的差别取决于空罐的高度。发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。
二、雷达物位计产品优势:
1.设计从电源部分起就选用高质量的电源模块,元器件选择进口高稳定可靠的器件,完全可以跟世界同类型仪表相比。
2.高精度两线制技术,是差压、磁致伸缩、射频导纳、磁翻板等种类物位仪的优良替代产品。不受压力、温度变化、惰性气体、烟尘、真空、蒸汽等环境影响,安装简便,牢固耐用,免维护。
3.搭载通用的4-20mA+HART总线协议,通过调试模块轻松实现现场标定操作,雷达物位计通过上位机调试软件可实现简单的组态设定和远程编程测量灵敏,刷新速度快适用于高温工况,过程温度可高达200℃,当采用高温延长天线时可达350℃。
三、雷达物位计注意事项:
测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算,但在特殊情况下,若罐低为凹型或锥形,当物位低于此点时无法进行测量。
若介质为低介电常数当其处于低液位时,罐低可见,此时为保证测量精度,建议将零点定在低高度为C的位置。
理论上测量达到天线尖端的位置是可能的,但是考虑到腐蚀及粘附的影响,测量范围的终值应距离天线的尖端至少100mm。
对于过溢保护,可定义一段安全距离附加在盲区上。
最小测量范围与天线有关。
随浓度不同,泡沫既可以吸收微波,又可以将其反射,但在一定的条件下是可以进行测量的。
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