導波雷達液位計的原理及應用

1、頁眉內容導波雷達料位計的原理及應用導波雷達料位計的原理及應用一、導波雷達料位計概述料位是工業(yè)生產中的一個重要參數。料位測量的方法很多，針對不同的工況和介質 可以使用不同測量原理的料位計，吹氣法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾 種常用的料位測量儀表，都有各自的特點和應用范圍。導波雷達料位計運用先進的 雷達測量技術，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 腐蝕性強、易結疤等惡劣的測量條件下，顯示出其卓越的性能，在工業(yè)生產中發(fā)揮ll Ir 門著越來越重要的作用。二、原理及技術性能雷達波是一種特殊形式的電磁波，導波雷達料位計利用了電磁波的特殊性能來進行料位檢測。電磁波的物理特性

2、與可見光相似，傳播速度相當于光速。其頻率為300MHz-3000GHz電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反 射，被測介質導電性越好或介電常數越大，回波信號的反射效果越好。雷達波的頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積上能量（磁通量或場強）越大，波的衰減越小，導波雷達料位計的測量效果越好。1 導波雷達料位計的基本原理導波雷達料位計組成：它主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、 顯示、故障報警等幾部分組成。發(fā)射-反射-接收是導波雷達料位計工作的基本原理。雷達傳感器的天線以波束的 形式發(fā)射最小5.8GHz的雷達信號。反射回來的信號仍由天線接收，雷達脈沖信號從 發(fā)射到接收的運行

3、時間與傳感器到介質表面的距離以及物位成比例。頁眉內容即：h二？H/2?式中?h為料位；H為槽高；?v為雷達波速度；t為雷達波發(fā)射到接收的間隔時間；2 導波雷達料位計測量料位的先進技術：(1 )回波處理新技術的應用從導波雷達料位計的測量原理可以知道， 導波雷達料位計是通過處理雷達波從探頭 發(fā)射到介質表面然后返回到探頭的時間來測量料位的， 在反射信號中混合有許多干 擾信號，所以，對真實回波的處理和對各種虛假回波的識別技術就成為導波雷達料I 位計能夠準確測量的關鍵因素。I |: !|I J f|嚴(2 )測量數據處理：由于液面波動和隨機噪聲等因素的影響，檢測信號中必然混有大量噪聲。為了提高._ I*

4、;.-/ |檢測的準確度，必須對檢測信號進行處理，盡可能消除噪聲。經過大量的實驗驗證，采用數據平滑方法可以達到滿意的效果。此方法也可有效的 克服罐內攪拌器對測量的影響。(3 )導波雷達料位計的特點：由于導波雷達料位計采用了上述先進的回波處理和數據處理技術，加上雷達波本身 頻率高，穿透性能好的特點，所以，導波雷達料位計具有比接觸式料位計和同類非 接觸料位計更加優(yōu)良的性能。 I I 可在惡劣條件下連續(xù)準確地測量。 操作簡單，調試方便。 準確安全且節(jié)省能源。 無需維修且可靠性強。 幾乎可以測量所有介質。精心整理頁眉內容三、安裝應注意的問題(1) 當測量液態(tài)物料時，傳感器的軸線和介質表面保持垂直；當測

5、量固態(tài)物料時，由于固體介質會有一個堆角，傳感器要傾斜一定的角度。(2) 盡量避免在發(fā)射角內有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線最近的 1/3 錐形發(fā)射區(qū)內有障礙裝置(因為障礙裝置越近，虛假反射信號越強) 。若實在避免不 了，建議用一個折射板將過強的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度，使傳感器較容易地將虛假信號濾出。(3) 要避開進料口，以免產生虛假反射。I ,D I(4) 傳感器不要安裝在拱形罐的中心處(否則傳感器收到的虛假回波會增強)，也X* l XI| I |. I不能距離罐壁很近安裝，最佳安裝位置在容器半徑的1/2處。(5) 要避免安裝在有很強渦流的地方。如：由于攪拌或

6、很強的化學反應等，建議|I ,采用導波管或旁通管測量。(6) 若傳感器安裝在接管上，天線必須從接管伸出來。喇叭口天線伸出接管至少 J10 mm。棒式天線接管長度最大100或250mm。接管直徑最小250mm。可以采取I 、x I加大接管直徑的方法，以減少由于接管產生的干擾回波。(7) 關于導波管天線：導波管內壁一定要光滑，下面開口的導波管必須達到需要 的最低液位，這樣才能在管道中進行測量。傳感器的類型牌要對準導波管開孔的軸 線。若被測介電常數小于4,需在導波管末端安裝反射板，或將導波管末端彎成一個彎度，將容器底的反射回波折射走。四、應用中存在的問題及解決方法有些工況下所使用的導波雷達料位計，因

7、為傳感器安裝位置不當及條件所致，出現 了一些問題，下面將對一些使用中的問題提出解決方案 ，供大家參考。1. 探頭結疤和頻繁故障的解決方法精心整理頁眉內容第一個辦法是將探頭安裝位置提高，但是有時候安裝條件限制，不能提高的情況下，就應采用將料位測量值與該槽的泵聯鎖的辦法，解決這一難題：將最高料位設定值減小0.5m左右，當料位達到該最高值時，即可停進料泵或開啟出料泵。2. 導波雷達料位計被淹相應的改進辦法？解決這種問題的辦法是將導波雷達料位計改為導波管式測量。仍在原開孔處安裝導波管式導波雷達料位計，導波管高于排汽管 0.2m左右，？這樣一來，即使出現料漿 從排汽管溢出的惡劣工況，也不會使料位計天線被

8、料漿淹沒，而且避免了攪拌器渦/ i流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出，減少了對探頭的損害，同時由于導波管聚焦效 果好，接收的雷達波信號更強，取得了很好的測量效果。使用導波管測量方式，可 x* -1 xI| I I.以改善表計測量條件，提高儀表測量性能，具有很高的推廣應用價值。3. 關于泡沫對測量的影響：. I-干泡沫和濕泡沫能將雷達波反射回來，對測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴散雷 達波，因而嚴重影響回波的反射甚至沒有回波。當介質表面為稠而厚的泡沫時，測 量誤差較大或無法測量，在這種工況下，導波雷達料位計不具有優(yōu)勢，這是其應用I、r 的局限性。4. 對于天線結疤的處理：介電常數很小的掛料在干燥狀態(tài)

9、下對測量無影響，而介電常數很高的掛料則對測量 有影響。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗），且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元 件的溫度。還可用酸性清洗液清洗堿性結疤，但在清洗期間不能進行料位測量。五、結束語導波雷達料位計是目前各類料位測量儀表計中適用范圍最廣、測量最精確、維護最 方便的料位測量儀表。隨著其價格的進一步降低，性價比的提高，應用將會越來越頁眉內容廣泛，在料位測量中發(fā)揮越來越重要的作用。本文對其進行系統的闡述，旨在為廣大維護人員更好地使用和掌握它，希望能對大家提供一些借鑒和幫助。導波雷達物位計工作原理：導波雷達物位計是一種微波物位計，它是微波（雷達） 定位技術的一種運用。它是通過一個可以

10、發(fā)射能量波（一般為脈沖信號）的裝置發(fā) 射能量波，能量波在波導管中傳輸，能量波遇到障礙物反射，反射的能量波由波導 管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號。根據測量能量波運動過程的時間 差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理，最終轉化成與物位相關 的電信號。能量輻射水平低，該設備使用能量波的是脈沖能量波（頻率一般比智能I 十小 111廣7雷達物位計低）。一般脈沖能量波的最大脈沖能量為 1mW左右（平均功率為1W左I I Ii I 1 I丨!：右），不會對其他設備以及人員造成輻射傷害。適用范圍及特點：導波微波物位儀表-jI,用于對液體、漿料及顆粒料等介電常數比較小的介質的進行接觸連續(xù)

11、測量，適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場合。具有以下特點1、通用性強：可測量液位及料位，可滿足不同溫度、壓力、介質的測量要求，最高測量溫度可達800C, 最大壓力可達5MPa，并可應用于腐蝕、沖擊等惡劣場合。2、防掛料：獨特的電路 設計和傳感器結構，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：測量過程無可動部件，不存在機械部件損壞問題，無須維護。4、抗干擾：接觸式測量，抗干擾能力強，可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。5、準確可靠：測量量多樣化，使測量更加準確，測量不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高， 使用壽命長。主要技術參數：正常工作條件：環(huán)境溫度：-205

12、0C;相對濕度：5% 100% （包括直接濕）；環(huán)境壓力：86kPa108kPa;測量范圍：06米，纜式最大可 達35米；過程連接：螺紋或者法蘭；過程溫度：-40-250C;過程壓力：0.16Mpa; 工作頻率：1.8GHz;響應速度：0.2（根據具體情況而定）重復性：出mm;分辨率： 1mm;電流信號：420mA/HART;精 度：0.1%;通訊接口： HART通訊協議；精心整理頁眉內容電 源：24VDC（+/-10%）/波紋電壓：1Vpp ;耗電量：max22.5mA;防爆認證：ExiallCT6 ;外殼保護等級：IP68;兩線制接線：供電和信號輸出公用一根兩芯線；電纜入口 ：兩個 M20 x 1.5 （電纜直徑59mm）。型號及說明：TQ-DLUL廠家代號 C18 mm纜式探頭/不銹鋼（最大量程35m