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雷达物位计运用原理:雷达物位计是将发射能量很低的很短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。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。一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和准确的测量。雷达物位计即使在工况比较复杂,存在虚假回波的情况下,其用新的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。
天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路,微处理器对此信号进行处理,识别出微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,精度可达到毫米级。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
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。
应用介质:雷达物位计适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量,适用于温度、压力变化大;有惰性气体及挥发存在的场合。采用微波脉冲的测量方法,并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量较低,可安装于各种金属、非金属容器或管道内,对人体及环境均无伤害。
雷达物位计的种类
雷达物位计(导波雷达物位计)
非接触物位测量中,雷达技术的应用近年来获得快速发展。超声波物位计中换能器是眼睛,而雷达物位计中高频头和天线是眼睛,回波处理是物位计的大脑。雷达物位计继承了超声波物位计的回波处理技术。? 雷达物位计发出的电磁波碰到被测介质被反射,反射回波的质量反映了物位计应用效果。回波质量定义为最小回波幅度(在最恶劣条件下回波幅度)比最大噪声幅度(虚假回波、多径反射波等的幅度)。回波质量数值越大,物位计应用效果越好。? 回波强度主要受以下因素影响? 传播介质介电常数越稳定越有利于传播。雷达波是电磁波,电磁波在传播过程中不受传播介质稳定程度的影响,只与其介电常数有关。这是雷达技术与超声波技术的重大区别。? 被测介质表面越平整,其介电常数越大越有利于回波反射。? 所以考虑现场工况时,应特别注意这两个方面:(1)天线到被测介质间空气介电常数的分布(2)被测介质的表面状态及其介电常数。? 雷达物位计的优点是:不受空气波动影响,随距离衰减小,穿透力强。? 雷达的局限性:1)影响雷达的性能是介电常数,理论上在真空中雷达衰减极小,当空气中存在对雷达衰减物质,例如:含高介电性的粉尘粉末(石墨,铁合金等),水蒸气很大,测量距离和效果要受影响。2)被测介质的挥发气体会在天线上聚集,水蒸汽会在天线上聚结,此时,会影响雷达波发射,严重时雷达波不能发出。3)被测介质的介电常数不能太小。4)尽管温度和压力对雷达影响极小,但雷达天线是由材料做成,雷达可适应温度和压力的范围与使用的材料和密封结构有关。? 雷达物位计目前已成为市场上的主流产品,而低频率雷达物位计尽管具有价格相对低廉的优点,但在主要应用领域中,属于逐渐被淘汰的产品。从超声波物位计的应用中得知,要获得比较好的回波,换能器工作频率大约40KHz,波长大约9mm,这时发射波的开角为7°-8°。工作频率越高,其开角越小,但其量程较小。与超声波类比,雷达物位计要获得上述效果的回波,其工作频率应为26GHz,此时,其波长为11mm。当用口径为100mm的喇叭时,可获得7°-8°开角的发射波。若雷达工作频率是6GHz,则相当于超声波的工作频率为10KHz。而工作频率为10kHz的超声波物位计在物位测量中各项指标都很不理想,特别不适于固体料位的测量。与低频率雷达相比,高频雷达有以下优点:? 1)高频雷达物位计(主要指26GHz和24GHz)具有能量高,波束角小(一般Φ95的喇叭天线的波束角为8o,而6GHz低频脉冲雷达的喇叭天线直径为Φ246时,波束角为15o),天线尺寸小,精度高等优点。? 2)26GHz雷达波长11mm,6GHz雷达波长50mm,雷达测量散装料位时,雷达波反射主要来自料面的漫反射,漫反射的强度与物料大小成正比,与波长成反比,而大部份散装料直径远远小于50mm,这就是为什么目前26GHz雷达是散装料物位测量的最佳选择。? 3)在一些直径小高度矮的小罐应用中,?6GHz雷达天线长(300-400mm)无形中增大了盲区(大约600mm),由于6GHz雷达方向性差(开角大)在小罐中会产生多径反射;26GHz雷达频率高频,天线短,方向性好,克服了6GHz雷达的缺点,适用于小罐测量。? 4)由于现场环境恶劣,随着时间推移,雷达天线会堆积污物、水汽等,26GHz雷达天线小,加天线罩可大大改善污物、水汽影响;6GHz雷达天线大,加天线罩很困难。且仪表较沉重,清理困难。? 5)由于26GHz雷达方向性好,很多恶劣工况,可通过简单隔离,将雷达装在容器外进行测量。? 目前,26GHz雷达物位计的价格已与6GHz雷达物位计价格相当,这更促进了26GHz雷达物位计的应用。?可以预见,6GHz雷达物位计市场占有率会大大降低。随着技术的进步,我们期待更高频率(如:90GHz)、更小开角(如:2°,3°)、更小体积的雷达物位计的面世。我们将在此领域中不懈地努力,将雷达物位测量做到极致。? 导波雷达物位计——非接触雷达物位测量的补充? 导波雷达物位计发射脉冲电磁场,以导波缆为中心100mm为半径,沿缆向前传播,遇介质返回。除有非接触雷达的特点以外,导波雷达方向性好,频率低(500M-1GHz)穿透性好。缺点是显然的,尤其在固体测量中,调试维修都不方便,经常会磨损,甚至断缆。可利用导波雷达物位计低频的穿透性实现某些特殊应用。如:油水界面;以及利用缆的末端反射测量介电常数非常小的粉末(除尘粉仓)粉位测量等。?在高温、高压工况条件下,导波雷达物位计与脉冲(非接触)雷达物位计相比更具优势。脉冲雷达天线由不锈钢和PTFE构成,而PTFE最高使用温度200°,最高压力4MP。当导波雷达用不锈钢和陶瓷构成时,最高使用温度400°,最高压力40MP。?
注意事项:?介质介电常数、下料口位置、如果一旦工况介电常数低,高粉尘浓度,建议更换重锤式或用3D物位扫描仪吧(主要针对高粉尘工况,打破物位测控瓶颈的产品)!
z 环境温度:-20-60℃
z 供电电源:AC 220V±10% 50Hz
z 测量精度:0.5% 功 耗:≤3W
z 模拟输出:4-20mA, 负载能力≤550Ω
z 继电器输出:4 组继电器转换接点(AC 220V 2A)
z 安装方式:盘装开孔152 (宽) ×76 (高) 壁挂尺寸210(宽) × 280 (长) ×110(厚) z 介质温度:-40-240℃
z 传输距离:传感器和仪表之间的信号传输距离小于1.2km
z 探极种类:棒式、缆式、同轴式、重型缆式
z 安装尺寸:G1.5 管螺纹
z 仓内压力:小于4MPa
LD-DLE 型 通用电容式物位计
实现了电容式物位计进料一次完成标定的简易操作;从而实现了物位测量的强功能与易操作的完美结合,充分体现了 我司与时俱进的创新精神和能力。它由传感器和二次仪表两部份组成。传感器放在料仓顶,探极垂直伸进料仓内,二次 仪表放在其他合适的地方。传感器把物位的变化转变成与之对应的电脉冲信号,远传给二次仪表处理,再用光柱显示物 位高度,并有高/低限报警和 4~20mA 变送输出,适用于液体/固体物料作物位高度显示、报警、控制和远传显示或 组成系统。
工作电源:AC220V±10% 或 DC24V
功耗: 5W 显示方式:光柱显示
测量精度:≤±1% F·S
传感器防护等级:IP65
仪表工作环境温度: -40~45℃
探极工作(介质)温度: 普通型: -20~60℃
中温型: -40~200℃ 高温型: -40~800℃
介质压力: 压力型≤3MPa(其余型号为常压)
传感器与二次仪表的连线及距离:距离 <200m,用直径
1.5mm 以上的导线(最好是双绞线)连接,每条导线电阻应
小于3 欧姆
检测范围: ≤11000p
报警输出方式:两组继电器常开、常闭触点,对应高、低两点输出,分别可选物位的 90%、80%、70% 和 30%、20%、10% ,出厂是置于80%和20%处。(触点容量AC250V,0.3A;DC28V,0.5A;电阻负载)
变送输出:4~20mA
二次仪表外型尺寸: 48(宽)× 96(高)× 112(深)
二次仪表开孔尺寸: 43+1(宽)× 91+1(高)
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