《超聲波雷達液位計》PPT課件.ppt

1、超聲波/雷達液位計測量原理及應用 劉海泉 2008年3月10日,計控車間崗位培訓之,一、概述,近年來，隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，對物位儀表的需求日益增加。國內物位儀表工業(yè)基礎較差，生產(chǎn)廠規(guī)模較小，主要產(chǎn)品仍以機械型為主，如玻璃板(管)液位計、磁浮子液位計及開關等。雖然20世紀80年代中后期曾引進了幾項當時較先進的產(chǎn)品，如超聲物位計、電容物位開關等，但現(xiàn)在與國外同類產(chǎn)品相比，已無先進性可言。目前，國內物位儀表市場中高端產(chǎn)品主要靠進口，所以國外幾個主要物位儀表公司都已進入中國市場，銷量逐年增長，相互競爭也很激烈。如VEGA、 SIEMENS、EH等,A、雷達物位計 1）、原理,微波物位計俗稱雷達物位計

2、，它是基于微波在被測物料表面反射的時間行程原理。物位是由儲罐頂部的天線發(fā)射的雷達信號測量的：雷達信號被物料表面反射后，由天線接收回波，由于信號頻率在改變，回波與信號發(fā)射瞬間的相比，其頻率稍有不同，該頻率差正比于至物位的距離，從而精確地計算出物位 。,大多數(shù)經(jīng)濟型的微波物位計都采用5.8GHz或6.3GHz的微波頻率，其輻射角較大(約30o)，容易在容器壁或內部構件上產(chǎn)生干擾回波。雖然加大喇叭天線尺寸可稍減少發(fā)射角度，但體積增大，使用不便，而且改善有限。有的公司采用更高頻率的微波物位計，如Siemens公司的LR400(24GHz)及Vega公司的Vega Puls40系列(26GHz)。當采用

3、4喇叭天線時輻射角約8o，而同樣的天線采用5.8GHz的頻率時，則為30o，所以采用高頻時，天線輻射角可減小，即使在狹長容器中也能較好工作，精確度也可提高。,2)、雷達物位計的應用,雷達物位計可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內，對液體、漿料及顆粒料的物位進行非接觸式連續(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。對人體及環(huán)境均無傷害。 我廠以前用的最多的雷達液位計是德國VEGA物位計，用在配料倉、正壓輸送的目標倉和煙灰倉，有棒式的、纜式的。SIEMENS的雷達液位計用在亞砷酸的真空蒸發(fā)器和凈液的板式蒸發(fā)器上.,3)、雷達物位計的參數(shù)設定及維護,a、參數(shù)設定 VEGA物位計

4、的參數(shù)設定是通過一個小的編程器來實現(xiàn)的，該種物位計不適合在我廠使用,故不作詳細介紹。SIEMENS的雷達液位計參數(shù)設定同超聲波液位計參數(shù)設定，下面再進行講解。 b、維護 雷達物位計的日常維護主要是導波棒的清理。因為長時間的工作，導波棒上會有物料的粘結,B、超聲波物位計,超聲波物位測量技術發(fā)展已較成熟，應用面也較廣，已成為物位測量的一種重要解決方案。 超聲波物位計是利用超聲波在氣體、液體或固體中的衰減、穿透能力和聲阻抗不同的性質來測量兩種介質的界面。它是由探頭發(fā)射超聲波并接受回波，變換器對回波信號進行處理并轉換成420mA信號輸出。,1)、原理,2)、應用包括： 化工與石化儲存容器及工藝儲罐 制

5、藥業(yè)反應器 食品與飲料制造業(yè) 煉油工藝容器 礦業(yè)礦山礦石 水及污水處理 水電力發(fā)電及水壩 水泥、煤粉、礦粉、大豆、小麥、大米、 木片屑及其它固料測量應用,這里先介紹西門子公司的液位計參數(shù)設定 3)、 接線(1) 以MultiRanger100200為例，講一下接線應注意的問題。,3)、 接線(2) 探頭和轉換器要用屏蔽電纜連接,不要把屏蔽線和白線連接在一起;屏蔽線接到獨立的端子 (注意： 以前Miniranger Plus系列的表白線和屏蔽線是連接在一起的)。,注意：接線時最好是先接電源線，輸出線先不接，待通電正常后再接輸出線！,4)、 參數(shù)設定 再以MultiRanger100200為例，通

6、過手操器進行設定。,SIEMENS雷達液位計的參數(shù)設定同MultiRanger100200 Miniranger Plus(妙聲力系列)類似于MultiRanger100200，主要的參數(shù)設定是一樣的,運行模式和編程模式顯示含義,運行模式 編程模式 1 索引類型 索引類型 2 索引 索引 3 主要讀數(shù) 參數(shù)值 4 單位 單位 5 高/高高報警 輔助功能 6 物位顯示 n/a 7 加料顯示 卷動圖標 8 放料顯示 卷動圖標 9 低/低低報警 n/a 10 編程的繼電器 編程的繼電器 11 動作的繼電器 動作的繼電器 12 輔助讀數(shù) 參數(shù)號 13正常讀數(shù) n/a 14失效狀態(tài)保持操作 n/a,具體

7、操作： 首先 給MultiRanger 100200 上電。 改變參數(shù) 注意：如果參數(shù)值不允許改變，進入鎖定參數(shù)（P000）并鍵入安全碼。 1. 由運行模式開始，按編程鍵 然后按顯示鍵 使設備進入編程模式。 2.按顯示鍵 選擇參數(shù)值區(qū)域。 3.按增加 或減少 選擇參數(shù)號進行修改。 4.鍵入?yún)?shù)號（例如820），鍵入三位數(shù)后，參數(shù)值顯示出來。 5. 鍵入新值，按回車鍵 。MultiRanger 識別此值，接受或者用一個有效值取代它。,5)、設定與維護 P000 口令 1954 P001 測量模式：1物位、2空間、3距離 1 P002 介質：1液體,流體或平整表面2不平整表面和固體 1 P003

8、測量響應:1=0.1m/min,2=1m/min,3=10m/min 2 P004 換能器(探頭): 102=XPS-10, 104=XPS-15 102/104 P005 單位:1=米,2 =厘米,3=毫米,4=英尺,5=英寸 1 P006 空罐距離:探頭表面到零物位距離 P007 量程:從空罐(零位)到滿罐(100%)物位的距離 P800 近閉鎖區(qū):輸入滿量程位置到探頭表面的距離 P820 算法:1最大和首波較優(yōu),2最大波,3首波 1 P999 復位,6)、常見故障 轉換器無顯示檢查供電電源，電源正常則轉換器故障 顯示short 探頭黑白線接反 顯示open探頭線開路或接觸不良 液位波動檢

9、查探頭線是否腐蝕、探頭上是否有粘結，是否有蒸汽干擾 液位不變化檢查探頭有無波發(fā)出或容器內是否有雜物,B.EH FMU 860液位計參數(shù)設定 (參照光盤上FMU 860相關內容講解P28P30) 基本設定（P34、P37P39）,下面簡單介紹E+HFMU 860參數(shù)設定:,E+HFMU90系列參數(shù)設定按說明書逐步去修改,都是 菜單式的,要更深的研究就要仔細閱讀說明書.,7)、安裝注意事項a、轉換器的安裝：可安裝在現(xiàn)場，也可裝在儀表室但和探頭距離不要超過365米，安裝要現(xiàn)場要考慮維護方便、不易被腐蝕的地方。b、探頭安裝位置選擇要考慮以下幾種因素： 1、不要離被測容器邊緣太近； 2、檢測孔下面沒有盤

10、管、攪拌漿、支撐梁或其它東西； 3、偏離下料口或出料口； 4、易于檢修,8)、常用型號: 1.雷達液位計 a)西門子(SIEMENS):LR300/LR400系列 b)E+H(Endress+Hauser):FMP41C 2.超聲波液位計 c)西門子:Miniranger Plus(妙聲力超聲波液位計) MultiRanger100200 (超聲波液位計) 轉換器型號：7ML5033-1BA001A 探頭型號:XPS15/7ML1118-0CD30 d)E+H:.轉換器型號:FMU 860 探頭型號：FDU81RG1A .轉換器型號:FMU90-R11CA111AA3A 探頭型號：FDU9194 超聲波液位計我們還用了ABB公司的.,E、物位開關,常用的物位開關音叉式物位開關、振動棒物位開關、阻旋料位開關 、連桿浮球液位開關 、光電液位開關 等,音叉式物位開關工作原理：通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當音叉與被測介質相接觸時，音叉的振幅和頻率將發(fā)生突變，智能電路對此進行檢測并將這種變化轉換為一個開關信號。,開關量物位計的標定： 可通過短路跳接和撥動開關來設置物位開關的上限和下限。一般設為上限有料動作(常開)、下限空料動作(常閉)。 開關量物位計還要設定反應時間，要在實際經(jīng)驗中總結。,F、電極,電極物位計就是利用被測介質的導電性，當達到電極高