雷達物位計可發(fā)出高頻率微波,沿著探桿傳播,由于遇到被測介質,介電常數(shù)突變,引起反射。發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間間隔與被測量介質的距離成正比。同時,導波雷達也可以測量兩種不同介質的界面,雷達物位計充分利用介質的介電常數(shù)的不同。但測量條件是上層介質不導電,或其介電常數(shù)比下層介質介電常數(shù)小10倍以上。脈沖的工作方式可測小介電常數(shù)介質,并安全適用于各種金屬,非金屬容器內,對人體及環(huán)境無傷害。煤廠,電廠、石油化工、食品行業(yè)及一般工業(yè)應用。
雷達物位計從測量原理角度分為:脈沖型雷達物位計、調頻連續(xù)波雷達物位計。
一、脈沖型雷達物位計原理:
雷達物位計天線發(fā)射極窄的微波脈沖(例如:6G頻率雷達,即:發(fā)送一個△t時間(一般為1ns)的脈沖,疊加6GHZ的正弦波信號),這個脈沖以光速在空間傳播,碰到被測介質表面,其部分能量被反射回來,被同一天線接收。發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間間隔與天線到被測介質表面的距離成正比。由于其發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間間隔非常小,雷達物位計一般都采用時間拓展技術,并采用多次測量求平均的方法獲得最終結果;這種測量技術決定了其精度為5~10mm。
脈沖雷達由于采用微波脈沖信號,是間斷性發(fā)射脈沖方式,所以,脈沖雷達可以做到功率比較低,一般為0.5W內。雷達物位計可以很方便的實現(xiàn)本安設計。在設計中大都采用大電容充電方式,等電容充電到一定容量后,進行一次微波脈沖信號發(fā)射測量。這種設計方式決定了其在料位變化率比較快的情況下,會出現(xiàn)鎖波現(xiàn)象。
二、調頻連續(xù)波型雷達物位計:
相對于脈沖回波時間差方式的測量原理,調頻連續(xù)波型液位雷達采用FMCW(頻率調制/連續(xù)波)體制,可以達到計量級的測量精度。雷達物位計安裝在罐頂液位計通過天線向液面發(fā)射經頻率調制的電磁波信號,被測表面返回的信號被發(fā)射天線接收,并與天線發(fā)射的瞬時頻率信號比較。雷達物位計由于信號的頻率按照一定規(guī)律不斷變化,因此比較信號頻率與天線到液面的直線距離成比例。綜合測量信號與油罐形狀參數(shù),進行幾何處理,就可以得到精確的液位高度和剩余量信息。
雷達物位計的微波脈沖沿著一根纜、棒或包含一根棒的同軸套管運行,接觸到被測介質后,微波脈沖被反射回來,并被電子部件接收,并分析計算其運行時間。微處理器識別物位回波,分析計算后將它轉換成物位信號給出。由于測量原理簡單,可以不帶料調整,從而節(jié)省了大量調試費用。測量纜或棒可以截短,使之更加適應現(xiàn)場的應用。對于蒸汽不敏感,即使在煙霧、噪音、蒸汽很強烈的情況下,甘肅雷達物位計,測量精度也不受到影響。不受介質特性變化的影響,被測介質的密度變化或介電常數(shù)的變化不會影響測量精度。粘附:沒有問題,在測量探頭或容器壁上粘附介質不會影響測量結果。容器內安裝物如果采用同軸套管式的測量完全不受容器內安裝物的影響,不需要特殊調試。可以提供不同形式的探頭用于不同應用:纜式,用于測量液體介質或重量大的固體介質,量程可達60米;棒式,用于測量液體介質或重量輕的固體介質,量程可達6米;同軸套管,用于測量低黏度的介質,不受過程條件的影響,量程可達6米。
一、導波雷達物位計使用過程中介電常數(shù)的影響
低介電常數(shù)和變介電常數(shù)的被測介質,優(yōu)選導波雷達。低介電常數(shù)液體介質反射信號弱,信號衰減嚴重,物位波動和泡沫散射引起信號減弱,罐內障礙物反射引起虛假信號,為此就需要發(fā)射較強的電磁波信號,并采用功能強的微處理器進行復雜的信號處理。這就使得常規(guī)交流供電雷達物位計價格非常昂貴,但仍難以較好的解決在上述條件下的物位測量問題。導波雷達和常規(guī)雷達一樣,導波雷達物位計采用傳輸時間來測量介質物位,信號自烴類[介電常數(shù)2~3]液體表面或自水[介電常數(shù)80]面反射回傳的時間一樣的,不同的只是信號幅度[強度]的差別。普通雷達須考慮介質的影響,比較難辯識返回的各種信號,從雜散信號中檢出真正的物位信號,而導波雷達僅需測量電磁波的傳輸時間即可,無需信號的處理和辨別。
二、導波雷達物位計安裝指導:
下述安裝指導適用于桿式和纜式探頭,管式探頭測量與安裝方式無關。
1、安裝位置:a、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);b、不要安裝在金屬罐中間;c、不要裝在下料口處;d、選擇探頭長度時,注意探頭底部距罐底約大于30mm;注意介質溫度。
2、罐內障礙物:安裝時注意探頭距離障礙至少200mm。
3、干擾的祛除:a、干擾回波抑制:導波雷達物位計軟件可實現(xiàn)對干擾回波的抑制,從而達到理想測量效果;b、旁通管及導波管(僅適用于液體)對于粘度不打于500cst,可采用旁通管,導波管或管式來避免干擾。
4、液體標準安裝:對于粘度≤500cst且不易產生粘附的介質,管式探頭是較佳方案,其特點如下:a、卓越的可靠性;b、導波雷達物位計可用于介電常數(shù)大于等于1.4的任何介質,測量與介質的導電性無關;c、罐內障礙物及短管尺寸不影響測量;d、比桿式探頭能承受的橫向壓力高;e、對于高粘度的介質,建議使用桿式探頭。
5、臥罐及立罐上的安裝:a、管式探頭及桿式探頭最長可到6米對于測量距離超過6米的罐,可選用8mm纜式探頭;b、安裝及固定方式同固體粉倉測量;c、對距罐壁的距離無限制,只要避免探頭接觸罐壁即可; d、如果罐內障礙物比較多或過于靠近探棒時,請選用管式探頭。
6、腐蝕性介質測量:如果測量腐蝕性介質,導波雷達物位計可選用桿式探頭套一個塑料套管進行測量。
雷達物位計是應用于測量固體和液體物/物位測量的大量程連續(xù)調頻雷達。是當今市場上較為便捷、可靠的雷達料位計,它以78GHz的頻率創(chuàng)建了很短的波長,幾乎對所有固體材料才能產生極好的信號反射,雷達物位計甚至在非常陡峭和起伏的不規(guī)則料面也能產生良好的測定效果。4°窄波束角和短JLRS560幾乎可以在任何位置實現(xiàn)安裝和可靠的料位測量,通過按鍵或手操器,進行簡單的設置,在極短時間內就可準備就緒和運行,真正體現(xiàn)了低成本和高效率并且極少維護的測量。
雷達物位計因其特殊的非接觸式測量特性,可對有污染性和腐蝕性的介質進行準確的測量,其穩(wěn)定和準確的表現(xiàn)也同樣體現(xiàn)在復雜的測量環(huán)境下。輸出的4~20mA信號可以提供遠端控制,采用了獨特的微波技術和Echo-tech回波處理技術以適應各種工況。脈沖的工作方式可測小介電常數(shù)介質,并安全適用于各種金屬,非金屬容器內,對人體及環(huán)境無傷害??捎糜诖鎯?、中間緩沖罐、水泥罐或過程容器的物位測量。
一、雷達物位計測量原理:
調頻連續(xù)波雷達物位計在測量過程中應用了按照線性變化的高頻信號,雷達物位計的信號從天線發(fā)出,在被測量平面反射,回波被天線接收。雷達物位計信號的發(fā)出與回波接收的頻率差被用于進一步的信號處理,頻率差對應于測量距離。一個大的頻率差應對于一個較大的測量距離。通過FFT頻率差被轉化為頻譜差,進而換算出測量距離。物位與測量距離的差別取決于空罐的高度。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。
二、雷達物位計產品優(yōu)勢:
1.設計從電源部分起就選用高質量的電源模塊,元器件選擇進口高穩(wěn)定可靠的器件,完全可以跟世界同類型儀表相比。
2.高精度兩線制技術,是差壓、磁致伸縮、射頻導納、磁翻板等種類物位儀的優(yōu)良替代產品。不受壓力、溫度變化、惰性氣體、煙塵、真空、蒸汽等環(huán)境影響,安裝簡便,牢固耐用,免維護。
3.搭載通用的4-20mA+HART總線協(xié)議,通過調試模塊輕松實現(xiàn)現(xiàn)場標定操作,雷達物位計通過上位機調試軟件可實現(xiàn)簡單的組態(tài)設定和遠程編程測量靈敏,刷新速度快適用于高溫工況,過程溫度可高達200℃,當采用高溫延長天線時可達350℃。
三、雷達物位計注意事項:
測量范圍從波束觸及罐低的那一點開始計算,但在特殊情況下,若罐低為凹型或錐形,當物位低于此點時無法進行測量。
若介質為低介電常數(shù)當其處于低液位時,罐低可見,此時為保證測量精度,建議將零點定在低高度為C的位置。
理論上測量達到天線尖端的位置是可能的,但是考慮到腐蝕及粘附的影響,測量范圍的終值應距離天線的尖端至少100mm。
對于過溢保護,可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
最小測量范圍與天線有關。
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行測量的。
下一篇:冷熱沖擊試驗箱技術參數(shù)