纜式導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)
一、儀表概述：
纜式導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)運(yùn)用**的雷達(dá)脈沖波測量技術(shù)，以其優(yōu)良的性能，尤其是在槽罐中有攪拌、溫度高、蒸汽大、介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、易結(jié)疤等惡劣的測量條件下，顯示出其的性能，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用?？砂惭b于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi)，對液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量。適用于粉塵、溫度、壓力變化大，有惰性氣體及蒸汽存在的場合。
二、測量原理：
纜式導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)是基于時(shí)間行程原理的測量儀表，發(fā)射能量很低的極短的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轉(zhuǎn)換成物位信號。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo)，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來被儀表 內(nèi)的接收器接收，并將距離信號轉(zhuǎn)化為物位信號。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測量。即使工況情況比較復(fù)雜，存在虛假回波，用微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。
1、輸入：
反射的脈沖信號沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo)至儀表電子線路部分，微處理器對此信號進(jìn)行處理，識別 出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號識別由智能軟件完成，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；
2、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。對應(yīng)于4…20mA輸出；
3、測量范圍：
F-測量范圍；E-空罐距離；B-頂部盲區(qū)；H-探頭到罐壁的zui小距離 頂部盲區(qū)是指物料zui高料面與測量參考點(diǎn)之間的zui小距離。 底部盲區(qū)是指纜繩zui底部附近無法精確測量的一段距離。 頂部盲區(qū)和底部盲區(qū)之間是有效測量距離；
4、注意：只有物料處于頂部盲區(qū)和底部盲區(qū)之間時(shí)，才能保證罐內(nèi)物 位的可靠測量。
三、數(shù)據(jù)處理：
雷達(dá)物位計(jì)通過輸入空罐高度L（=零點(diǎn)），滿灌高度H（=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。是對應(yīng)于 4-20mA輸出。
四、適用場合：
適用于高溫（350℃）、高壓、真空、蒸汽、高粉塵及揮發(fā)性氣體等惡劣環(huán)境?？蓪Σ煌衔贿M(jìn)行連續(xù)測量。該儀器主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品,且安裝調(diào)試簡便，可以單臺使用，也可組網(wǎng)使用，可**應(yīng)用于冶金、建材、能源、石化、水利、糧食等行業(yè)。
五、性能特點(diǎn)：
1、通用性強(qiáng)：可測量液位及料位，可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測量要求，zui高測量溫度可達(dá)800℃，zui大壓力可達(dá)5MPa，并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場合。
2、防掛料：獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)和傳感器結(jié)構(gòu)，使其測量可以不受傳感器掛料影響，無需定期清潔，避免誤測量。
3、免維護(hù)：測量過程無可動(dòng)部件，不存在機(jī)械部件損壞問題，無須維護(hù)。
4、抗干擾：接觸式測量，抗干擾能力強(qiáng)，可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。
5、準(zhǔn)確可靠：測量量多樣化，使測量更加準(zhǔn)確，測量不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高，使用壽命長。
六、技術(shù)指標(biāo)：
1、工作頻率：100MHz-1.8GHz；
2、測量范圍：纜式：0-35m桿式、同軸式：0-6m；
3、重復(fù)性：±3mm ；
4、分辨率：1mm；
5、采樣：回波采樣54次/s；
6、 響應(yīng)速度：>0.2S（根據(jù)具體使用情況而定）；
7、精度：<0.1%；
8、輸出電流信號：4-20mA ；
9、通訊接口：HART通訊協(xié)議；
10、過程連接：G1-1/2，G3/4法蘭:DN50，DN80，DN100，DN150；
11、過程壓力：-1～60bar ；
12、電源：24VDC（±10%）紋波電壓:1Vpp；
13、耗電量：max22.5mA；
14、環(huán)境條件：溫度:-40℃～ 250℃；
15、外殼防護(hù)等級：IP68；
16、防爆等級：EXiaIICT6 ；
17、兩線制接線：儀表供電和信號輸出共用一根兩芯電纜；
18、電纜入口：M20×1.5（電纜直徑5～9mm）。
七、安裝指導(dǎo)說明：
下述安裝指導(dǎo)適用于桿式和纜式探頭，管式探頭測量與安裝方式無關(guān)。
安裝位置：
1、距離罐壁的距離建議為罐直徑的1/6－1/4（至少300mm，混凝土罐至少400mm）；
2、不要安裝在金屬罐中間；
3、不要裝在下料口處；
4、選擇探頭長度時(shí)，注意探頭底部距罐底約大于30mm；
5、注意介質(zhì)溫度。
罐內(nèi)障礙物：
1、安裝時(shí)注意探頭距離障礙至少200mm。
干擾的祛除：
1、干擾回波抑制：軟件可實(shí)現(xiàn)對干擾回波的抑制，從而達(dá)到理想測量效果；
2、旁通管及導(dǎo)波管（僅適用于液體）對于粘度不打于500cst，可采用旁通管，導(dǎo)波管或管式來避免干擾。
液體標(biāo)準(zhǔn)安裝：
對于粘度≤500cst且不易產(chǎn)生粘附的介質(zhì)，管式探頭是理想方案，其特點(diǎn)如下：
的可靠性；
1、可用于介電常數(shù)大于等于1.4的任何介質(zhì)，測量與介質(zhì)的導(dǎo)電性無關(guān)；
2、罐內(nèi)障礙物及短管尺寸不影響測量；
3、比桿式探頭能承受的橫向壓力高；
4、對于高粘度的介質(zhì)，建議使用桿式探頭。
臥罐及立罐上的安裝：
1、管式探頭及桿式探頭zui長可到6米對于測量距離超過6米的罐，可選用8mm纜式探頭；
2、安裝及固定方式同固體粉倉測量；
3、對距罐壁的距離無限制，只要避免探頭接觸罐壁；
4、如果罐內(nèi)障礙物比較多或過于靠近探棒時(shí)，請選用管式探頭。
腐蝕性介質(zhì)測量：
1、如果測量腐蝕性介質(zhì)，可選用桿式探頭套一個(gè)塑料套管進(jìn)行測量。
八、測量條件注意事項(xiàng)：
1、測量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測量。
2、若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐低可見，此時(shí)為保證測量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C 的位置。
3、理論上測量達(dá)到天線*的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測量范圍的終值應(yīng)距離天線的*至少100mm。
4、對于過溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
5、zui小測量范圍與天線有關(guān)。
6、隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進(jìn)行測量的。
九、安裝要求：
導(dǎo)波雷達(dá)能否正確測量，依賴于反射波的信號。如果安裝位置，液面不能將電磁波反射回雷達(dá)天線或在信號波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給雷達(dá)物位計(jì)，雷達(dá)都不能正確反映實(shí)際物位。因此，合理選擇安裝位置對雷達(dá)物位計(jì)十分重要，在安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、導(dǎo)波雷達(dá)天線的軸線應(yīng)與液位的反射表面垂直。
2、導(dǎo)波雷達(dá)盡量遠(yuǎn)離出料口和進(jìn)料口。
3、針對金屬罐和塑料罐，在整個(gè)量程范圍內(nèi)要求不碰壁，對于圓型或橢圓型的容器，應(yīng)裝在離中心為1/2R（R為容器半徑）距離的位置，不可裝在圓型或橢圓型的容器頂?shù)闹行奶?，否則雷達(dá)波在容器壁的多重反射后，匯集于容器頂?shù)闹行奶?，形成很?qiáng)的干擾波，會(huì)影響準(zhǔn)確測量。
4、導(dǎo)波雷達(dá)纜式探頭或桿式探頭離罐壁zui小距離不小于30厘米。導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)探頭底部距罐底大約30mm。
5、導(dǎo)波雷達(dá)探頭距罐內(nèi)障礙物zui小距離不小于200mm。
6、喇叭型的導(dǎo)波雷達(dá)的喇叭口要超過安裝孔的內(nèi)表面一定的距離（>10mm）。
7、如果容器底部是錐型的，傳感器可以安裝導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)罐頂中央，這樣可以一直測量到罐底。
8、如果外罐壁材質(zhì)為諸如GRP之類的非導(dǎo)電材料時(shí)，微波信號同樣可被信號波束角外的干擾物（如金屬管道、爬梯、壁爐等）反射回來。因此，在信號波束角內(nèi)不能安裝此類干擾物。
0、導(dǎo)波雷達(dá)的高頻模塊對現(xiàn)場電焊比較敏感，因此要求在其3 m之內(nèi)不能動(dòng)焊。
10、對液位波動(dòng)較大的容器的液位測量，可采用附帶旁通管的液位計(jì)，以減少液位波動(dòng)的影響。
十、數(shù)據(jù)對照表：
產(chǎn)品型號 | RD701 | RD702 | RD703 |
應(yīng)用范圍 | 適用復(fù)雜測量，液體和固體顆粒狀介質(zhì)，大粉塵環(huán)境。 | 適用于固體、液體介質(zhì)測量， 粉狀顆粒介質(zhì)。 | 固體粉塵、液體測量，可用于介電常數(shù)比較小的液體。 |
測量范圍 | 0~30米 | 0~6米 | 0~30米 |
連接方式 | 螺紋（G1-1/2″，1-1/2″NPT），法蘭（DN50/80/100/150） | ||
料倉開口 | 螺紋（Φ40），法蘭（DN50Φ60/ DN80Φ90/ DN100Φ110/ DN150Φ160mm） | ||
工作溫度 | -40~350℃ | ||
工作壓力 | -1.0~4.0MPa | ||
精 度 | 0.2%±1mm（頂部盲區(qū)500mm） | ||
采 樣 | 回波采樣 55次/秒 | ||
防爆等級 | EXiaIICT6/ExdIICT6 | ||
防護(hù)等級 | IP66 | ||
信號輸出 | 兩線4~20mA/HART或三線4~20mA | ||
十一、選型一覽表:
RD701 | A | 纜式探頭 | 探頭形式 | ||||||||
| B | 單杠式探頭 | |||||||||
C | 平行桿式探頭 | ||||||||||
| P | 標(biāo)準(zhǔn)型（非防爆） | 防爆 | ||||||||
I | 本安型（Exia II CT6） | ||||||||||
F | 隔爆型（Exd II CT6） | ||||||||||
| 1 | 螺紋G1-1/2″ | 連接方式 | ||||||||
2 | 螺紋1-1/2″NPT | ||||||||||
3 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
4 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
5 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
6 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
| 1 | 碳鋼 | 材質(zhì) | ||||||||
2 | 不銹鋼 | ||||||||||
| □ | （mm） | 探頭量程長度 | ||||||||
| 0 | 常壓 | 工作壓力 | ||||||||
1 | 1.6 MPa | ||||||||||
2 | 2.5 MPa | ||||||||||
3 | 4.0 MPa | ||||||||||
| M | 普通-40~150℃ | 工作溫度 | ||||||||
H | 高溫-40~230℃ | ||||||||||
G | 超高溫-40~350℃ | ||||||||||
| Y | 帶 | 編程器 | ||||||||
N | 不帶 | ||||||||||
| 1 | 兩線制DC24V 4~20mA/HART | 接線方式 | ||||||||
2 | 三線制DC24V 4~20mA | ||||||||||
RD701 |
| 備注
| |||||||||
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