導波雷達原理

導波雷達原理第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一基本原理1、根據(jù)麥克斯維電磁場理論，變化的電場會產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場會產(chǎn)生變化的電場，這種可變電場和磁場交替產(chǎn)生的波稱之為電磁波；2、電磁波的物理特性：當他從介質(zhì)1傳輸?shù)浇橘|(zhì)2，如果介質(zhì)2的介電常數(shù)大于介質(zhì)1的的介電常數(shù)1時，電磁波會反射；同時還有折射和衍射；第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一基本原理3、超高速計時電路計算從發(fā)射到反射的時間差ΔT，雷達頂部到液面的距離S=V*ΔT/2,如果罐高為H,液位L=H-S；所有利用電磁波技術(shù)（雷達）測量液位的基本原理是相同的位移S第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一1、非接觸雷達和導波雷達的原理都是電磁波的技術(shù)；2、非接觸雷達：a.受低介電常數(shù)的影響b.空罐散射造成波的誤接收c.液體液面的波動d.超過200C的工況解決困難e.安裝受到限制f.需要效驗3、導波雷達的產(chǎn)生：導波雷達是雷達技術(shù)發(fā)展的一個分支基本原理第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一導波雷達

工作原理第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一導波雷達

工作原理電磁波的屏蔽第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Guided

WaveRadar第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Guided

WaveRadar第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Guided

WaveRadar第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Guided

WaveRadar第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Guided

WaveRadar第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一TDRGeneratordevelopslowenergypulses每秒250K脈沖電磁波從介質(zhì)1傳輸?shù)浇橘|(zhì)2，如果介質(zhì)2的介電常數(shù)大于介質(zhì)1的的介電常數(shù)1時，電磁波會反射超高速計時電路計算脈沖從發(fā)射到反射的時間差ΔT，導波雷達頂部到液面的距離S=V*ΔT/2,如果桿長為H,液位L=H-S第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一同軸桿截面圖雙桿截面圖單桿截面圖不同導波桿的磁力線第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一7MFMindielectric:10or1.9When

mountedinmetalstillwellorcageMax.Temp:150°CMax.Press:70barSeal:Teflon&O-rings7MF-FMindielectric:10or1.9When

mountedinmetalstillwellorcageMax.Temp:150°CMax.Press:70barSeal:PFAinsulationPFAInsulated7MJMindielectric:10or1.9When

mountedinmetalstillwellorcageMax.Temp:320°CMax.Press:205barSeal:PEEK&AegisO-rings

HTHPSingleRodProbeBEWAREofoverfillsafety!單桿系列第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一7M5–ForSolidsMindielectric:1.9Max.Temp:150°CMax.Press:atmSeal:TeflonPulldownForce:1360kgTwincableTFE“spacer”7M2–ForSolidsMindielectric:4Max.Temp:150°CMax.Press:5barSeal:TeflonPulldownForce:1360kgSinglecable7M7–ForliquidsMindielectric:2-10Max.Temp:150°CMax.Press:50barSeal:Teflon&O-ringsFEP“spacer”Twincable7M1–ForliquidsMindielectric:10or1.9When

mountedinmetalstillwellorcageMax.Temp:150°CMax.Press:70barSeal:Teflon&O-ringsSinglecable纜式導波桿系列第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一7MR(滿罐型、專利)Mindielectric:1.4Max.Temp:200°CMax.Press:70barSeal:Teflon&O-ringsOverfillsafe7MD（高溫高壓）

Mindielectric:1.4*dependingonspacersMax.Temp:430°CMax.Press:430barSeal:Borosilicate(hermeticseal)OverfillsafeDONOTuseforsaturatedsteam7MBMindielectric:2Max.Temp:150°CMax.Press:50barSeal:Teflon&O-rings7MS(蒸汽型、專利)ForsteamapplicationsMax.Temp:345°CMax.Press:155barSeal:HTPEEK&AegisO-ringsMindielectric:suitableforsteam

applications同軸/雙桿系列第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一

蒸汽補償技術(shù)（專利）1．由于電磁波在不同介質(zhì)中的傳輸速度不同，比如在空氣中的傳輸速度比在蒸汽中傳輸速度大；假設(shè)蒸汽工況條件下，如果采用空氣中的速度V來計算液位，根據(jù)原理公式L=R-S=R-V*ΔT/2，因為S=V*ΔT/2比實際值偏大，計算出來的液位值將比實際液位值的偏?。ǜ鶕?jù)經(jīng)驗如量程為1000mm，測量值比實際值將小100mm，誤差在10%）；2．蒸汽補償技術(shù)，就是計算實際蒸汽工況條件下的電磁波速度V’；變送器需要發(fā)射另外的參考脈沖，確定從發(fā)射到反射的距離L’不變，變送器內(nèi)部的超高速計時電路將計算參考脈沖波從發(fā)射到接受的傳導時間差ΔT’,這樣計算出實際蒸汽工況條件下的電磁波速度V’=2L’/ΔT’,；3．實際蒸汽工況條件下，實際的液位值將是L=R-S=R-V’*ΔT/2=R-L’*ΔT/ΔT’；第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一防蒸汽滲透技術(shù)（專利）

蒸汽工況不同于簡單的高溫高壓工況；需要考慮防蒸汽滲透；電廠的加熱器是水及蒸汽含氨堿性環(huán)境，所以O(shè)型圈的材料必須采用AegisPF128，其他材料將導致腐蝕或泄漏第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一防冷凝技術(shù)（專利）

蒸汽在導波桿頂部由于溫差的影響會產(chǎn)生冷凝水。電磁波從導波桿的頂部發(fā)出，當有冷凝水時，導波雷達輸出是超量程(20.5mA)。

Magnetrol在導波桿頂部采用特殊克服冷凝的材料，保證不會因為冷凝水而產(chǎn)生虛假信號第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一散熱技術(shù)（專利設(shè)計）蒸汽型導波雷達桿的散熱器部分（見圖4），散熱層采用了適合飽和蒸汽條件的氧化鋁和PEEK（高溫塑料）為絕熱材料，導波桿的散熱器電磁波傳輸部分采用黃金材料

第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一蒸汽型導波雷達技術(shù)重要性第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一負壓（真空）應(yīng)用1、導波雷達利用的是電磁波技術(shù)，而電磁波是可變電場和磁場交替產(chǎn)生并傳輸?shù)?，不需要任何媒介?、電磁波從一種介質(zhì)傳輸?shù)搅硪环N介質(zhì)時被反射的過程中，不受介質(zhì)的溫度/壓力/介質(zhì)密度的影響第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一導波雷達變送器部分第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Eclipse是二線制，24VDC，回路供電導波雷達液位變送器，提供2行x8字符的液晶顯示，HART通訊和總線技術(shù)（可選）第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Magnetrol導波雷達液位計主要優(yōu)點使用導波桿--集中波的能量,有參考目標量程設(shè)定,無需改變液位-可直接組態(tài)完成針對相應(yīng)介質(zhì)選擇不同的導波桿介電常數(shù),比重,壓力,溫度的變化對測量無影響蒸汽補償技術(shù)（專利）防蒸汽滲透技術(shù)（專利）防蒸汽冷凝技術(shù)（專利）特殊散熱技術(shù)（專利設(shè)計）飽和蒸汽工況可使用到343C@165

bar（唯一）第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Magnetrol導波雷達液位計安裝實際上都是頂部安裝；安裝方式有螺紋和法蘭兩種可以選擇，一般插入到容器內(nèi)部導波桿的長度就是設(shè)計要求的測量范圍。第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一直接頂裝：從容器的頂部直接插入第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一外置測量筒式安裝外置測量筒式安裝：導波桿頂裝在測量筒的上端，測量筒再與容器連接，一般測量筒的側(cè)側(cè)接口的距離就是設(shè)計要求的測量范圍。第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Magnetrol導波雷達電廠應(yīng)用-高、低加熱器-除氧器、凝汽器-鍋爐連排-酸、堿罐-污水池-除鹽水箱、輕油罐第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一

沒有可移動部件

不受介質(zhì)的密度變化影響

不需要效驗

安裝更具多樣性導波雷達PK浮筒液位計第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一沒有易損件不受介質(zhì)的密度變化影響不受氣相壓力的影響不需要效驗真空更具特色引壓管的堵塞和氣泡使差變維護量增加

可以頂裝/外置測量筒安裝導波雷達PK差壓變送器第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一磁滯伸縮液位計的優(yōu)點

線性好，精度高不需要效驗磁滯伸縮液位計的局限性

只適用于干凈介質(zhì)

浮球是傳感器的重要部分浮球的尺寸需要根據(jù)壓力和比重設(shè)計比重小或界面測量工況，浮球很大全真空工況會導致浮球損毀

無法解決高粘度的介質(zhì)工況

在浮球處會累積金屬粒子，導致比重變化震動會有影響

液體密度的變化導致測量不準確導波雷達PK磁滯伸縮第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一

不受介電常數(shù)變化的影響

不需要效驗

沒有接地的要求

沒有電容液位計安裝的要求