雷达物位计用途和应用领域
雷达物位计是物位仪表一种常用产品类型,具有测量精准、性能稳定、可靠性高、维护简便、适用范围广等优点。雷达物位计的主要用途是什么呢?今
天小编就来具体介绍一下雷达物位计用途和应用领域,希望帮助用户更加了解雷达物位计产品。雷达物位计的用途
雷达物位计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,波束能量低,可安装于各种金属、非金属容器或管道内,对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量。适用于粉尘、温度、压力变化大,有惰性气体及蒸汽存在的场合。雷达物位计对人体及环境均无伤害,还具有不受介质比重的影响,不受介电常数变化的影响,不需要现场校调等优点,不论是对工业需要,还是对顾客经济实惠的考虑,都是不错的选择。
雷达物位计的应用领域
现今物位测量领域困扰用户的是一些大型固体料仓的物位测量,特别是用于50/100米以内的充满粉尘和扰动的加料状态下的料仓。相关技术的仪表例如电容或导波雷达TDR在放料时物位下降时会受到很强的张力负载,可能会损坏
仪表或把仓顶拉塌掉。重锤经常有埋锤的问题,需要经常维修,大多数其他机械式仪表也是这样。而高粉尘工况又可能会超出非接触式超声波物位测量系统的能力。高频的调频雷达技术尤其适合这种大型固体料仓的物位测量。
现今的高频雷达一般为工作在K波段(24~26GHz)的雷达物位计,雷达的工作频率越高其电磁波波长越短,越容易在倾斜的固体表面有更好的反射,并具有较窄的波束宽度,可有效避开障碍物,高的频率还可使雷达使用更小的天线。而FMCW调频连续波微波物位计发射和接受信号是同时的,相同时间内发射
的微波信号更多,固体测量中可减少高粉尘固体料仓测量中的失波现象。因此
导波雷达物位计 使用手册 重庆霍克川仪仪表有限公司
目录 测量原理 (3) 产品介绍 (4) 安装指南 (5) 仪表调试 (10) 接线方式 (21) 技术参数 (21) 产品选型 (22)
MPS2000系列导波雷达物位计 测量原理 导波雷达是基于TDR(时间行程)原理的测量仪表。 探头发出高频脉冲并沿缆绳传播,当脉冲遇到物料表面 时反射回来被仪表内接收器接收。通过独特的等效采样 技术,将记录脉冲发射到接收之间的时间差,最终转化 为仪表到料位之间的距离。并将距离信号转化为物位信 号。 输入 反射的脉冲信号沿缆绳传导至仪表电子线路部分,微处理器对此信号进行处理,识别出 微波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,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 输出 通过输入空罐高度(零点),满罐高度(满量程)及一些现场工况和应用参数来来使得仪表自动使用现场的测量环境,对应料位的比例输出4~20mA电流信号以及HART仪表总线上的数据。
产品介绍
安装指南 下述的安装指南适用于缆式和杆式探头测量固体颗粒料和 液体物体。同轴管式探头只适用于液体物体。 安装位置: 尽量远离出料口和进料口。 对金属罐和塑料罐,在整个量程范围内不碰壁。如果是金属罐, 物位仪表不要安装在罐的中央。 建议安装在料仓直径的1/4处。 缆式探头或杆式探头离罐壁最小距离不小于30厘米。 探头底部距罐底大约30mm。 探头距罐内障碍物最小距离不小于200mm。 如果容器底部是锥型的,传感器可以安装 罐顶中央,这样可以一直测量到罐底。 测量范围 说明: H----测量范围 L----空罐距离 B----顶部盲区 E----探头到罐壁的最小距离 顶部盲区是指物料最高料面与测量参考点之间的最小距离。 底部盲区是指缆绳最底部附近无法精确测量的一段距离。 顶部盲区和底部盲区之间是有效测量距离。 注意: 只有物料处于顶部盲区和底部盲区之间时,才能保证罐内物位的可靠测量。
雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲,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。由于电磁波的传播速度极高,发射脉冲与接受脉冲的时间间隔很小(纳秒量级)很难确认。 RD5X系列雷达物位计采用一种特殊的相关解调技术,可以准确识别发射脉冲与接收脉冲的时问间隔,从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离。 由于采用了先进的微处理器和独特的EchoDiScOVery回波处理技术,雷达物位计可以应用于各种复杂工况。 “虚假回波学习”功能使得仪表在多个虚假回波的工况下,可正确地确认真实回波,获得准确的测量结果。 多种过程连接方式及天线型式,使得RD5X系列雷达物位计适用于各种复杂工况及应用场合。如:高温、高压及小介电常数介质的测量等。 采用脉冲工作方式,雷达物位计发射功率极低,可安装于各种金属、非金属容器内,对人体及环境均无伤害。
应用:最大量程:30m测量精度:±10mm 过程连接:G11/2A、11/2NPT天线材料:PP/PTEE过程温度:-40...+120℃过程压力:-1.0...3bar频率范围:6GHz 信号输出: 两线制/四线制4...20mA/HART 液体特别是腐蚀性液体, 简单过程条件 液体特别是腐蚀性强的,又有一定温度压 力的条件下的液体,简单过程条件30m±10mm G11/2A、11/2NPTPP/PTEE-40...+120℃-1.0...3bar6GHz 两线制/四线制4...20mA/HART 应用:存储容量或过程容器,复杂最大量程:35m测量精度:±10mm过程连接:法兰316L 天线材料:不锈钢/PTFE过程温度:-40...+200℃过程压力:-1.0...40bar频率范围:6GHz 信号输出: 两线制/四线制4...20mA/HART 过程条件316L存储容器或过程容器,过程条件复杂,小介电常数介质。70m±20mm/PTEE-40...+200℃-1.0...40bar6GHz 两线制/四线制4...20mA/HART 法兰不锈钢316L 316L
1.法兰距离计算 1.1.流程图 1.2.信号加窗 信号加窗用于减小频谱泄露,可选择三种窗函数之一:矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗。假设中频信号电压采样数组为v[N],采样点数为N(N=1199);加窗实际上是构建一个N点的数组w[N],将v[N]和w[N]进行点乘运算;信号加窗后的输出数组x[N]可表示为:
x n=v n?w n(0≤n 频谱峰值探测的输出为波峰索引数组。 1.6.回波筛选 有效回波必须满足一定的位置条件和幅值条件。系统的距离分辨单元为: ?D=C 2B ?1199 4096 (1-5) 式中,C—真空中光速 B—扫频带宽 则回波的位置和幅度可以表示为: D=?D?i?TCL A=Y[i] (1-6) 式中,i—波峰索引 TCL— TCL长度 1)位置条件 有效回波位置必须处于盲区和罐底之间,将处于该范围之外的回波剔除。 2)幅值条件 有两种幅值条件:统一阈值、ATP阈值。统一阈值是将峰值小于某阈值的回波剔除;ATP阈值是由位置——阈值构成的一条折线,将峰值处于折线下方的回波剔除。 回波筛选的输出为回波索引数组。 1.7.谱估计 对回波索引数组中的每一个回波D,Y i,根据该回波前后各1个点D??D,Y i?1、D+?D,Y i+1的值,利用二次曲线拟合法估算回波的真实位置为: D0=D+Y i?1?Y i+1 2Y i?1+Y i+1?2Y i ??D (1-7) 回波的幅度为: 雷达物位计的原理及应用 一、概述 料位是工业生产中的一个重要参数。料位测量的方法很多,针对不同的工况和介质可以使用不同测量原理的料位计,吹气法、静压式、浮球式、重锤式、超声波等几种常用的料位测量仪表,都有各自的特点和应用范围。雷达料位计运用先进的雷达测量技术,以其优良的性能,尤其是在槽罐中有搅拌、温度高、蒸汽大、介质腐蚀性强、易结疤等恶劣的测量条件下,显示出其卓越的性能,在工业生产中发挥着越来越重要的作用。 二、原理及技术性能 雷达波是一种特殊形式的电磁波,雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似,传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源,遇到障碍物易于被反射,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。 雷达波的频率越高,发射角越小,单位面积上能量(磁通量或场强)越大,波的衰减越小,雷达料位计的测量效果越好。 1.雷达料位计的基本原理 雷达式料位计组成:它主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示、故障报警等几部分组成。 发射-反射-接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收,雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。 即:h= H–vt/2 式中 h为料位;H为槽高; v为雷达波速度;t为雷达波发射到接收的间隔时间; 2.雷达料位计测量料位的先进技术: (1)回波处理新技术的应用 从雷达料位计的测量原理可以知道,雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的,在反射信号中混合有许多干扰信号,所以,对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为雷达料位计能够准确测量的关键因素。 (2)测量数据处理: E+H雷达物位计的分类和原理 雷达物位计分类 雷达物位计已成为物位测量仪表市场上的主流产品,主要分为雷达物位计和导波雷达物位计。雷达物位计 雷达物位计发射功率很低的极短的微波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精确的测量。即使存在虚假反射的时候,最新的微处理技术和软件也可以准确地分析出物位回波。通过输入容器尺寸,可以将上空距离值转换成与物位成正比的信号。仪表可以空仓调试。在固体测量中的应用可以使用K-频段的高频传感器。由于信号的聚焦效果非常好,料仓内的安装物或仓壁的粘附物都不会影响测量。 E+H雷达物位计的分类和原理 导波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,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。 3E+H雷达物位计的分类和原理 微波物位计工作方式类似雷达:向被测目标发射微波,由目标反射的回波返回发射器被接收,与发射波进行比较,确定目标存在并计算出发射器到目标的距离。 4组成部分 仪表部分 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) 探极部分 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 1.雷达物位计产品概述 1.1 简介 KTRD80 系列传感器是先进的雷达式物位测量仪表,测量距离最大35 米,可以用于存储罐、中间缓冲罐或过程容器的物位测量,输出4...20mA 模拟信号。 1.2 应用 ●采用先进的非接触式测量 ●采用极其稳定的材料制造 ●测量液体、固体介质的物位 ●可以测量所有介电常数>1.8 的介质 ●测量范围0...20m(可以扩展到35 米) ●采用两线制、回路供电的技术,供电电压和输出信号通过一根两芯电缆传输 ●4...20mA 输出或数字型信号输出 ●分辨率1mm ●不受噪音、蒸汽、粉尘、真空等工况影响 ●不受介质密度、粘稠度和温度的变化的影响 ●过程压力可达40bar ●过程温度可达250℃ 1.3测量原理 高频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精确的测量。 即使工况比较复杂的情况下,存在虚假回波,用最新的微处理技术和调试软件也可以准确的识别出物位的回波。 1.4 输入 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 1.5 输出 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。 2.仪表介绍: 应用:过程条件简单,腐蚀性的液体。浆料、固体 比如:污水储罐,酸碱储罐,浆料储罐,固体颗粒,小型储油罐 测量范围:20 米 过程连接:G11/2 螺纹或11/2NPT 介质温度:-40-120℃ 过程压力:-1.0-3bar 重复性:±2mm 精度:< 0.1% 频率范围:6.8GHz 防爆/防护等级:Exia II CT6/IP67 雷达料位计的选型和应用总结 一总结: 物位是水泥工业生产过程的主要测量参数之一,和其他行业不同,在水泥工业中主要是固体物料的物位测量,液位测量则很少。固体物料种类繁多,有块状、颗粒状、粉状,这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段,如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式,揽式等测量方法,由于测量时仪表和物料是接触的,在使用过程中往往会出现各种问题,如电容的挂料;重锤的断锤、埋锤;音叉的堵料等,且日常的维护量很大。到20世纪末,水泥工业开始采用非接触的物位测量,较早成熟的非接触的测量技术有超声波技术. 超声波技术近几年来发展很快,是目前应用最广泛的非接触式测量方法,特别在液位测量。在水泥厂超声波物位测量已较普遍应用在原料调配库、原煤库、熟料库等,但超声波必须借助于介质传播,如在水泥厂的储库物位测量通常以空气作为传播介质,而空气的温度、湿度的变化会影响超声波传播速度,空气中的粉尘也将衰减超声波的传播信号;当前超声波物位测量仅用于测量块料或颗粒状的物料,对粉仓料位的测量,由于粉仓料位表面在下料时非常疏松,对超声波信号有较强的衰减,现未使用. 九十年代末期,在过程检测领域出现了高性能、低价格的微波物位计即雷达料位计,所谓微波是电磁波,其频率范围为300MHz~300GHz, 微波的传播速度为3x108 m/s, 如设频率为5. 8GHz, 在大气中波长约为52mm,其穿透力强,传播速度不受粉尘、蒸汽及介质组分的影响,传播衰减也很小;对被测固体物料除要求其介电常数ε>1.8外,物料的温度、压力、密度等几乎不影响对其准确的测量;现有雷达料位计在天线设计和形状确保了接受回波的能量;另外现场调试也十分简单,通过专用的软件,能把正确的回波迅速找到,并立即换算为物位值。由于比超声料位计有其更卓越的性能,近几年来,雷达料位计迅速、大量进入了过程检测仪表的市场,在各行业普遍使用,如中环天仪西门子组装雷达料位计。在水泥行业也几乎由雷达料位计统占物位测量的领域,据统计近几年来新设计的大型水泥厂和粉磨站的各类库和仓近90%采用了各种类型的雷达料位计如西门 子雷达料位计,成功用在内蒙古冀东水泥厂,北京水泥厂等项目. 二. 雷达料位测量原理和主要技术因素 雷达料位计是利用回波测距原理。发射天线向被测目标发射微波,被测目标的微波被接收天线接收,信号处理器将发射信号与接收信号比较,计算出被测距离,并可算出相应的物位值。 微波脉冲来回传播时间t由下式决定: t= (1) 式中a—天线到被测目标的距离 c—微波传播的速度(光速) 由于微波在传播途径上有衰减和干扰反射,故测量的关键是要能接收到反射回波,并识别出有效回波。接收的回波能量Pk可用简化的雷达方程表示如下: Pk=Pτx C x GiGtGr/r4 (2) 式中: Pτ—天线辐射功率 检测仪表(元件)及控制阀选型的一般原则 ①工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件,它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 ②操作上的重要性 各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说,对工艺过程影响不大,但需经常监视的变量,可选指示型;对需要经常了解变化趋势的重要变量,应选记录式;而一些对工艺过程影响较大的,又需随时监控的变量,应设控制;对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量,宜设积算;一些可能影响生产或安全的变量,宜设报警。 ③经济性和统一性 仪表的选型也决定于投资的规模,应在满足工艺和自控的要求前提下,进行必要的经济核算,取得适宜的性能/价格比。 为便于仪表的维修和管理,在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 ④仪表的使用和供应情况 选用的仪表应是较为成熟的产品,经现场使用证明性能可靠的;同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛,不会影响工程的施工进度。 仪表选性手册 物位仪表在选型时,与压力、流量等仪表有很大不同。物位测量的现场工况千差万别,很难设计出能满足所有工况应用的物位仪表。 在非接触式物位测量仪表中,超声波物位计和雷达物位计是两大主流仪表。这两类仪表各有特点,只有充分了解仪表特点及应用条件,才能做到选型合理,充分利用仪表的测量性能。 超声波物位计 传感器发出的超声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、多径反射回波等的幅度)。回波质量数值越大,物位计应用效果越好。 超声波物位计工作频率及测量性能:传感器高频(40-70KHz)工作时,传感器的尺寸小,盲区小,方向性好,精度高,但其声波衰减快,传播介质(空气)波动时穿透性差,测距较小。传感器低频(10-20KHz)工作时,传感器尺寸大,盲区大,方向性不好,精度低,其优势是声波衰减慢,传播介质(空气)波动时穿透性较好,测距 稍远。 超声波的回波强度主要受以下两个因素影响: 1.传播介质越稳定越有利于传播。 雷达物位计是20世纪60年代中期国外开始生产使用的一种新技术产品。它是一种采用微波测量技术的非接触式液位测量仪表。在初期,它主要用于海船油槽液位测量。它克服了以前使用机械式接触型液位仪表的诸多缺点,比如清洗的困难和维修的不便等。随后,雷达物位计被用于在岸上储罐液位的测量以及炼油装置中液位的测量。随着石油化工行业的不断发展,雷达物位计的应用范围日益广泛,特别是高精度的特点得到了国际计量机构的认证,满足贸易交接的物料计量要求。 雷达物位计的测量原理 雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被测容器的液面发射,当电磁波到达液面后反射回来,被同一天线接收并检测出发射波及回波的时差,从而计算出液面高度。采用发射--反射--接收的工作模式,雷达液位计的天线发射出电磁波,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。 雷达物位计的特点 1、雷达物位计主要由电子控制单元和天线构成,无可动部件,不存在机械磨损,与机械部件的液位测量仪表相比使用寿命较长。真正免维护。 2、雷达物位计能用于大部分液位的液位测量,其发出的微波能穿过真空,不需要传输媒介,受大气、蒸汽、罐内挥发雾的影响小。 3、采用非接触式测量,不受罐内液位密度、浓度等物理特性影响。测量范围大、抗腐蚀能力强。 4、安装方便、故障率低、维护容易、精度高、可靠性高等优点。 5、采用数字与模拟两种输出方式,可以单台或多台按总线式配置,能方便地与上位监控计算机相连接。 6、仪表辐射率低,对周围环境及人员基本上没有伤害。 几种液位计的原理与选型. 磁翻柱液位计 主要原理 磁翻柱液位计也称为磁翻板液位计,它的结构主要基于浮力和磁力原理设计生产的。带有磁体的浮子(简称磁性浮子)在被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁翻柱(也成为磁翻板)的静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度(磁翻柱表面涂敷不同的颜色),进而反映容器内液位的情况。 配合传感器(磁簧开关)和精密电子元器件等构成的电子模块和变送器模块,可以变送输出电阻值信号、电流值(4~20mA)信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现现场观测和远程控制的完美结合。 适用范围及特点 本液位计采用优质磁体和进口电子元件,使产品具有:设计合理、结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。 本液位计输出信号多样,实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。 本液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。 磁浮球液位计(液位开关) 主要原理 磁浮球液位计(液位开关)结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球(简称浮球)在被测介质中的位置受浮力作用影响:液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器(磁簧开关)作用,使串联入电路的元件(如定值电阻)的数量发生变化,进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 该液位计可以直接输出电阻值信号,也可以配合使用变送模块,输出电流值(4~20mA)信号;同时配合其他转换器,输出电压信号或者开关信号(也可以按照客户需求转换器由公司配送)。从而实现电学信号的远程传输、分析与控制。 适用范围及特点 本产品采用优质磁体和进口电子元件,使产品具有:结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。 本产品几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制,可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。 防爆浮球液位开关 主要原理 防爆浮球液位开关,也称为防爆浮球液位控制器。它是专门为爆炸性环境中使用而设计制造的液位控制仪表,本产品是基于浮力原理和杠杆原理设计的,当容器内液位发生变化时,浮球的位置将随液位的变化而变化,浮球的这种位移将通过杠杆作用于微动开关,进而由微动开关产生开关信号。 适用范围及特点 本产品采用优质材料和进口电子元件,使产品具有:设计合理、结构简单、使用方便、性能 测量仪器有些很容易被天气或者环境所影响,而雷达水位计却是一款不受任何环境和天气影响的测量仪器。这主要是因为雷达水位计的工作原理和性能特点所决定的。下面就是雷达水位计的简介。 雷达水位计,也叫水位雷达,是利用电磁波探测目标的电子设备。其主要作用是用来进行水利监测、污水处理和防洪预警等。其主要测量原理是从雷达水位传感天线发射雷达脉冲,天线接收从水面反射回来的脉冲,并记录时间T,由于电磁波的传播速度C是个常数,从而得出到水面的距离D。雷达水位计是利用电磁波探测目标的电子设备发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得水位水流至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。 雷达水位计采用雷达波测量到水面的距离,实际上是一台雷达测距仪。雷达波测量不受温度、湿度、风速、降雨等环境因素影响。雷达水位计以非接触方式测量水位,亦不受水体影响,是水位测量最理想的设备。 雷达波的测距精度为毫米级,水位计通过内部波浪滤波功能,实测水位精度可达1 至3 厘米,量程范围最大可达70米(雷达探头到水面的距离)。 雷达水位计都有一个发射雷达波的天线,俗称“探头”。从外观 上看,探头的形状有喇叭型、锥形、平面型。发射波束的形状都为喇叭型。雷达水位计电路部分位于探头上部,与探头封装为一个整体,总长度为20-40 厘米不等,有电源线和数据线引出,但大都没有显示和记录功能,必须接到RTU 或数据采集器才能看到水位数据。 安徽皖控自动化仪表有限公司成立于2012年,是专业从事工业自动化仪表研究开发、制造的专业厂家之一,注册资金5510万元。自公司成立以来被评为高新技术企业、规模企业、成立有滁州市工业在线检测仪表工程技术研研究中心、获得青年文明号、民营科技企业的称号,市认定企业技术中心证书、高新技术产品认证证书、市科技进步奖。展望未来,安徽皖控自动化仪表有限公司将会不断创新,通过提供具有国际水准的优质产品和卓越的服务为客户创造价值,在发展成为国内过程自动化仪表行业顶级企业的同时,促进中国自动化技术的应用与发展水平,为推动中国社会工业化的进程不断努力! 在液位仪表测量中,方法众多,但都有自己的适用范围: 1.接触式测量 接触式测量是从钢带浮子液位计为开端,以各种方式精确测量浮子距离而演化到各种现代化仪表如伺服式、磁致伸缩式等等钢带浮子式:最早期的液位计,现今都面临着更新换代工作原理浮子受浮力浮在介质表面,通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值,液位上升或下降破坏了力平衡后,浮子也跟随上升下降,带动钢带运行。理论精度在2-3mm左右安装复杂,可靠性较低,由于机械部件多,很容易发生钢带卡死不动的情况。光纤式即将钢带液位通过光码盘读出实现数字化。 2.磁致伸缩型 磁致伸缩型工作原理探棒上端电子部件产生低压电流脉冲,开始计时,产生磁场沿磁致伸缩线向下传播,浮子随着液位变化沿测量竿上下移动,浮子内有磁铁,也产生磁场,两个磁场相遇,磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲,脉冲速度已知,计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。(电流以光速运行,所以其传播时间与力波时间相比可忽略)精度最高能够达到1mm 优缺点分析磁致伸缩液位精度较高,可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较高的安装、维护要求导致市场普及不广。 3.伺服式液位计 伺服式液位计是最近比较成功的新型液位计,主要应用在轻油品的高精度测量中。与雷达液位计形成比较强的竞争。基本原理同钢带式液位计,但具有精确的力传感器以及伺服系统,形成闭环调节系统,通过考虑钢带自身重力,精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力,得到精确的当前液面到罐顶高度,以得到液位值。精度高,能够达到1mm,满足计量级要求。使用于平静的轻质无腐蚀性液体。安装调试比较麻烦,同样有接触式液位计的各种不利因素价格高昂。 4.静压式液位计 静压式液位计比较特殊,其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。P=ρgh (P 压强)由于其受介质密度和温度影响很大,所以常常精度比较差,而为消除这些影响,需要很多其他测试仪表,结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。 5.非接触式测量 非接触式测量通常采用发射能被所测介质反射的波的形式进行测量,利用已知的波传播速度,通过直接或间接测量波的传播时间来得到液面与测量仪表间的距离,进而得到液位值。根据发射波种类有光波激光液位计超声波超声波液位计电磁波雷达液位计。 6.雷达测量 雷达测量采用发射电磁波形式,由于所测介质的介电常数均大于空气和真空的1,由于介质的不连续性,在空气和液体分界面出就会出现反射现象,电磁波在空气中传播速度基本不受温度影响,所以通过测量电磁波从发射到反射被接收之间的时间,就可以测出液位计离液面的高度,进而得到液位值。雷达液位计又分两大类,它们的具体测量原理并不相同。雷达物位计分类脉冲式调频连续波方式(FMCW)。 7.脉冲雷达测量 脉冲式雷达的原理和超声波式基本一致。雷达发射短微波脉冲,脉冲在液面处被反射,雷达接收到反射回波通过信号处理,得到目标距离。R=c*(t1-t0)/2 市场上一般低价位的雷达液位计均为脉冲式,代表的有KROHNE、siemens、E+H、VEGA等等精度:±5~10mm 8.调频连续波方式(FMCW) 原理:线性扫频,测频等效于测时,得到电磁波传播时间,进而得到距离。调频连续波雷达的优点精度高可达± 0.5mm 抗干扰能力强适用范围广可用于腐蚀性、高温高压、不平静 雷达物位计等技术要求 1. 货物需求 序号货物名称数量质量标准和 技术要求 到货时间品牌要求 1 物位计 4 详见技术要 求章节2019.03.10E+H、罗斯蒙 特、西门子 2 PH计 2 详见技术要 求章节2019.03.10 E+H、罗斯蒙 特、西门子 3 管道液位开关 4 详见技术要 求章节2019.03.10E+H、罗斯蒙 特、西门子 *投标人必须以所投设备的技术规格逐条应答并提供相应的描述,简单应答“满足”、“符合”、“达到”或照搬招标文件要求的应答,视为“不接受”招标文件要求。 * 对带星号("*")的技术参数必须在投标文件中提供技术支持资料,未提供的,评标时不予认可,作废标处理。 * 该项目按总报价最低原则确定中标单位,请投标人务必提供上述仪表全部的完整报价,否则视为废标。 * 询价指定品牌的,请按指定品牌产品报价,并提供渠道证明材料;非指定品牌的,报价人须注明拟供产品的品牌(或制造单位),否则视为废标。 2.设备设计基础条件 2.1 当地气象条件 当地大气压(Pa) 101150 绝对最高温度 (℃) 41 绝对最低温度 (℃) -11.9 年平均气温 (℃) 16.3 最热月平均温度 (℃) 26.8 最冷月平均温度 (℃) 3.1 全年平均相对湿度(%) 74 夏季平均相对湿度(%) 84 冬季平均相对湿度(%) 75 全年最大降雨量 (mm) 1780 全年最小降雨量 (mm) 580 一次最大连降暴雨(mm) 84.4 夏季主导风向西南风 冬季主导风向东北风 常年主导风向西南风 夏季平均风速 (m/s) 3.2 冬季平均风速 (m/s) 3.8 年平均风速 (m/s) 3.3 基本风压 (kPa) 24 最大积雪深度 (mm) 36 基本雪压 (kPa) 0.4 土壤冻结深度 ( m ) 0.4 地震烈度 (度) 7 2.2 公用工程条件 2.2.1 生产用水水质 项目指标值项目指标值 PH 7.93 浑浊度0.76NTU 总硬度130.1mg/L 永久硬度 暂时硬度耗氧量 阴离子合成洗涤剂溶解性总固体160mg/L 挥发酚氯化物11mg/L 镉<0.001mg/L 总碱度 砷<0.01mg/L 汞 高频雷达液(物)位计 型号:KFL622X系列 目录 1、产品概述 (1) 2、仪表介绍 (2) 3、安装要求 (3) 4、电气连接 (5) 5、仪表调试 (10) 6、结构尺寸 (12) 7、技术参数 (14) 8、仪表线性 (16) 高频雷达液(物)位计 1、产品概述 KFL622X系列是26G高频雷达式物位测量仪表,测量最大距离可达70米。天线被进一步优化处理,新型快速的微处理器可以进行更高速率的信号分析处理,使得仪表可以用于各种强腐蚀性液体的测量。 原理 雷达物位天线发射较窄的微波脉冲,经天线向下传输。微波接触到被测介质表面后被反射回来再次被天线系统接收,将信号传输给电子线路部分自动转换成物位信号(因为微波传播速度极快,电磁波到达目标并经反射返回接收器这一来回所用的时间几乎是瞬间的)。 A 量程设定 B 低位调整 C 高位调整 D 盲区范围 测量的基准面是:螺纹底面或法兰的密封面。 注:使用雷达物位计时,务必保证最高料位不能进入测量盲区(图中D所示区域)。 高频雷达液(物)位计特点: ●天线尺寸小,便于安装;非接触雷达,无磨损,无污染。 ●几乎不受腐蚀、泡沫影响;几乎不受大气中水蒸气、温度和压力变化影响。 ●严重粉尘环境对高频物位计工作影响不大。 ●波长更短,对在倾斜的固体表面有更好的反射。 ●波束角小,能量集中,增强了回波能力的同时又有利于避开干扰物。 ●测量盲区更小,对于小罐测量也会取得良好的效果。 ●高信噪比,即使在波动的情况下也能获得更优的性能。 ●高频率,是测量固体和低介电常数介质的最佳选择。 2、仪表介绍 225 应用:各种腐蚀的液体 测量范围: 10米 过程连接:螺纹、法兰 过程温度: -40~130℃ 过程压力: -0.1~0.3 MPa 精度: ±5mm 防护等级: IP67 频率范围: 26GHz 电源:两线制(DC24V)/四线制(DC24V/AC220V ) 防爆等级:Exia ⅡC T6 Ga / Exd IIC T6 Gb 外壳:铝单腔 /铝双腔 / 塑料/ 不锈钢单腔 信号输出:4...20mA/HART(两线/四线)/ RS485 Mod bus 226 应用:耐温、耐压、轻微腐蚀的液体 测量范围: 20米 过程连接:螺纹、法兰 过程温度: -40~130℃( 标准型 ) / -60~250℃( 高温型 ) 过程压力: -0.1~4.0MPa 精度: ±3mm 防护等级: IP67 频率范围: 26GHz 电源:两线制(DC24V)/四线制(DC24V/AC220V ) 防爆等级:Exia ⅡC T6 Ga / Exd IIC T6 Gb 外壳:铝单腔 / 铝双腔 / 塑料/ 不锈钢单腔 信号输出:4...20mA/HART( 两线/四线 ) / RS485 Mod bus 227 应用:卫生型液体存储容器、强腐蚀性容器 测量范围: 20米 过程连接:法兰 过程温度: -40~150℃ 过程压力: -0.1~0.5MPa 精度:±3mm 防护等级: IP67 频率范围: 26GHz 电源:两线制(DC24V)/四线制(DC24V/AC220V ) 防爆等级: Exia ⅡC T6 Ga / Exd IIC T6 Gb 外壳:铝单腔 / 铝双腔 / 塑料/ 不锈钢单腔 信号输出:4...20mA/HART( 两线/四线 ) / RS485 Mod bus 雷达物位计传感器综述 1.雷达物位计工作原理 雷达物位计利用回波测距原理,其喇叭状或杆状天线向被测物料面发射微波,微波传播到不同相对介电率的物料表面时会产生反射,并被天线所接收。发射波与接收波的时间差与物料面与天线的距离成正比,测出传播时间即可得知距离。雷达物位计按使用微波的波形可分为调频连续波雷达物位计和脉冲波雷达物位计。 ① 调频连续波雷达物位计原理 调频连续波物位雷达采用FMCW(频率调制/连续波)体制,安装在罐顶物位计通过天线向物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。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物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,就可以得到精确的物位高度和剩余量信息。主要用于高精度的高端产品,测量精度可以达0.1%FS,甚至更高。 ② 脉冲波雷达物位计原理 雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲(例如:26G频率雷达,即:发送一个△t 时间(一般为1ns)的脉冲,叠加26GHZ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,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0.2%-0.3%。 2.雷达物位计的应用领域 雷达物位计具备非接触、低保护、不挂料、抗粘贴、高性能、高可靠性,运用生存的年限长等优势,在与电容、重锤等接触式仪表对比,具备无可比拟的优良性。由于微波是电磁波,以光速传播且不受介质特性影响,所以在一些有温度、压力、蒸汽等场合,超声波物位计不能正常工作,而雷达物位计可以使用。即使极限温度、极限压力、强腐蚀介质、易挥发介质、带搅拌涡流、结垢挂料及高度飞尘粉尘等工况下也能可靠测量。 雷达物位计应用领域 ① 化工与石化储存容器及工艺储罐; ② 制药业反应器; ③ 食品与饮料制造业; ④ 炼油工艺容器; ⑤ 水及污水处理; ⑥ 水电力发电及水坝; ⑦ 水泥、粉末、木片屑及其它固料测量应用。 3.雷达物位计的选型和安装使用 雷达液位计的工作原理及选型 1、雷达液位计的工作原理 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。 2、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,更显示出其的性能,特别适用于大型立罐和球罐等的测量。不同厂家液位计的性能有所差异,详见厂家有关资料。对其性能的了解,有利于雷达液位计的正确运用。 3、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 4、雷达液位计的安装 尽量避免在发射角内有造成假反射的装置,如限位开关、温度传感器等。特别要 雷达物位计测量液体液位时应如何选型对于液面相对平稳的罐体,且被测液体的介电常数较高,可以选择普通雷达物位计。对于液面波动大、或带有搅拌的罐体,或被测液体的介电常数较低,应优选导波雷达。因为导波管对液面有整型作用,且导波雷达的微波反射不易受环境条件变化的影响。被测液体的介电常数和密度变化对测量结果没有影响。对于粘度≤500cst且不易产生粘附的介质,管式探头是最佳方案,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,罐内障碍物及短管尺寸不影响测量,比杆式探头能承受的横向压力高。 对于高粘度的介质,被测液体的粘度≥500cst,且液体粘附性较强的情况,不能选择导波管方式测量,因为粘附和结晶会堵死导波管,从而形成虚假物位,可以选择导波杆方式来测量。介质在探头上的涂污对测量物位的影响可分为两种:膜状涂污和桥接。膜状涂污是在物位降低时,高粘液体或轻油浆在探头上形成的一种覆盖层,由于这种涂污在探头上涂层均匀,因此对测量基本无影响;但桥接性涂污的形成却能导致明显的测量误差,当块状或条状介质污垢粘结于波导体上或桥接于两个波导体之间时,就会在该点测得虚假物位。由于液面波动和随机噪声等因素的影响,检测信号中必然混有大量噪声,为了提高检测的准确度,必须对检测信号进行处理,尽可能消除噪声。 对于有泡沫的液位测量:进料飞溅引起的泡沫或介质中混杂的泡沫对雷达波的反射没有影响。对一些泡沫较少的介质,选用专用雷达进行 测量,在介质选项中选介质泡沫,可以对有泡沫的液位进行较准确的测量。但剧烈化学反应产生的大量厚重的泡沫会吸收和散射雷达波,回波质量很差。酒钢选矿厂二浮选槽液位,由于槽内剧烈的化学反应产生大约1m多厚的泡沫,采用包括很多进口品牌高频型等多种雷达,都不能解决这一问题。 对于带有蒸汽的液位测量:实际应用中常常遇到蒸汽很大的液位测量问题,如酒钢焦化厂鼓风冷凝液槽,安装后一直很正常,测量也比较准确,但是使用一周多后,开始出现失波现象,检查不出任何问题,重新安装又恢复正常。这样反复多次,都不能解决问题。理论上说蒸汽对雷达不会有任何干扰,这正是它的优点。通过分析,认为形成干扰的不是蒸汽,而是凝结在发射天线上的冷凝水。改用棒式天线,冷凝水顺天线流掉,问题得到解决。增加吹扫装置也可以解决这一问题。 液位计的选型 在液位仪表测量中,方法众多,但都有自己的适用范围: 1.接触式测量 接触式测量是从钢带浮子液位计为开端,以各种方式精确测量浮子距离而演化到各种现代化仪表如伺服式、磁致伸缩式等等钢带浮子式:最早期的液位计,现今都面临着更新换代工作原理浮子受浮力浮在介质表面,通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值,液位上升或下降破坏了力平衡后,浮子也跟随上升下降,带动钢带运行。理论精度在2-3mm左右安装复杂,可靠性较低,由于机械部件多,很容易发生钢带卡死不动的情况。光纤式即将钢带液位通过光码盘读出实现数字化。 2.磁致伸缩型 磁致伸缩型工作原理探棒上端电子部件产生低压电流脉冲,开始计时,产生磁场沿磁致伸缩线向下传播,浮子随着液位变化沿测量竿上下移动,浮子内有磁铁,也产生磁场,两个磁场相遇,磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲,脉冲速度已知,计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。(电流以光速运行,所以其传播时间与力波时间相比可忽略)精度最高能够达到1mm 优缺点分析磁致伸缩液位精度较高,可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较高的安装、维护要求导致市场普及不广。 3.伺服式液位计 伺服式液位计是最近比较成功的新型液位计,主要应用在轻油品的高精度测量中。与雷达液位计形成比较强的竞争。基本原理同钢带式液位计,但具有精确的力传感器以及伺服系统,形成闭环调节系统,通过考虑钢带自身重力,精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力,得到精确的当前液面到罐顶高度,以 得到液位值。精度高,能够达到1mm,满足计量级要求。使用于平静的轻质无腐蚀性液体。安装调试比较麻烦,同样有接触式液位计的各种不利因素价格高昂。 4.静压式液位计 静压式液位计比较特殊,其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。 P=ρgh (P 压强)由于其受介质密度和温度影响很大,所以常常精度比较差,而为消除这些影响,需要很多其他测试仪表,结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。 5.非接触式测量 非接触式测量通常采用发射能被所测介质反射的波的形式进行测量,利用已知的波传播速度,通过直接或间接测量波的传播时间来得到液面与测量仪表间的距离,进而得到液位值。根据发射波种类有光波激光液位计超声波超声波液位计电磁波雷达液位计。 6.雷达测量 雷达测量采用发射电磁波形式,由于所测介质的介电常数均大于空气和真空的1,由于介质的不连续性,在空气和液体分界面出就会出现反射现象,电磁波在空气中传播速度基本不受温度影响,所以通过测量电磁波从发射到反射被接收之间的时间,就可以测出液位计离液面的高度,进而得到液位值。雷达液位计又分两大类,它们的具体测量原理并不相同。雷达物位计分类脉冲式调频连续波方式(FMCW)。 7.脉冲雷达测量雷达物位计的原理及应用
E+H雷达物位计的分类和原理
雷达物位计的介绍
雷达料位计的选型和应用总结
仪表选型原则
雷达物位计原理特点
几种液位计的原理与选型
雷达水位计简介
液位计的选型
雷达物位计等技术要求
凯孚高频雷达液位计-说明书
雷达物位计传感器综述
雷达液位计的工作原理及选型
雷达物位计测量液体液位时应如何选型
液位计的选型知识分享