雙桿纜式導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)
一、儀表概述:
雙桿纜式導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的微波脈沖沿著棒或包含一根棒的同軸套管運(yùn)行,接觸到被測介質(zhì)后,微波脈沖被反射回來,并被電子部件接收,并分析計(jì)算其運(yùn)行時(shí)間。微處理器識別物位回波,分析計(jì)算后將它轉(zhuǎn)換成物位信號給出。由于測量原理簡單,可以不帶料調(diào)整,從而節(jié)省了大量調(diào)試費(fèi)用。測量纜或棒可以截短,使之更加適應(yīng)現(xiàn)場的應(yīng)用。對于蒸汽不敏感,即使在煙霧、噪音、蒸汽很強(qiáng)烈的情況下,測量精度也不受到影響。
二、測量原理:
雙桿纜式導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)是基于時(shí)間行程原理的測量儀表,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。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件轉(zhuǎn)換成物位信號。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo),當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來被儀表 內(nèi)的接收器接收,并將距離信號轉(zhuǎn)化為物位信號。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測量。即使工況情況比較復(fù)雜,存在虛假回波,用微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。
1、輸入:
反射的脈沖信號沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo)至儀表電子線路部分,微處理器對此信號進(jìn)行處理,識別 出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號識別由智能軟件完成,距離物料表面的距離D與 脈沖的時(shí)間行程T成正比:D=C×T/2 其中C為光速因空罐的距離E已知,則物位L為:L=E-D;
2、輸出:
通過輸入空罐高度E(=零點(diǎn)),滿罐高度F(=滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定,應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng) 使儀表適應(yīng)測量環(huán)境。對應(yīng)于4…20mA輸出;
3、測量范圍:
F-測量范圍;E-空罐距離;B-頂部盲區(qū);H-探頭到罐壁的zui小距離 頂部盲區(qū)是指物料zui高料面與測量參考點(diǎn)之間的zui小距離。 底部盲區(qū)是指纜繩zui底部附近無法精確測量的一段距離。 頂部盲區(qū)和底部盲區(qū)之間是有效測量距離;
4、注意:只有物料處于頂部盲區(qū)和底部盲區(qū)之間時(shí),才能保證罐內(nèi)物 位的可靠測量。
三、數(shù)據(jù)處理:
通過輸入空罐高度L(=零點(diǎn)),滿灌高度H(=滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定,應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測量環(huán)境。是對應(yīng)于 4-20mA輸出。
四、適用場合:
適用于高溫(350℃)、高壓、真空、蒸汽、高粉塵及揮發(fā)性氣體等惡劣環(huán)境??蓪Σ煌衔贿M(jìn)行連續(xù)測量。該儀器主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品,且安裝調(diào)試簡便,可以單臺使用,也可組網(wǎng)使用,可**應(yīng)用于冶金、建材、能源、石化、水利、糧食等行業(yè)。
五、性能特點(diǎn):
1、通用性強(qiáng):可測量液位及料位,可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測量要求,zui高測量溫度可達(dá)800℃,zui大壓力可達(dá)5MPa,并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場合。
2、防掛料:獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)和傳感器結(jié)構(gòu),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(hù):測量過程無可動(dòng)部件,不存在機(jī)械部件損壞問題,無須維護(hù)。
4、抗干擾:接觸式測量,抗干擾能力強(qiáng),可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。
5、準(zhǔn)確可靠:測量量多樣化,使測量更加準(zhǔn)確,測量不受環(huán)境變化影響,穩(wěn)定性高,使用壽命長。
六、技術(shù)指標(biāo):
1、工作頻率:100MHz-1.8GHz;
2、測量范圍:纜式:0-35m桿式、同軸式:0-6m;
3、重復(fù)性:±3mm ;
4、分辨率:1mm;
5、采樣:回波采樣54次/s;
6、 響應(yīng)速度:>0.2S(根據(jù)具體使用情況而定);
7、精度:<0.1%;
8、輸出電流信號:4-20mA ;
9、通訊接口:HART通訊協(xié)議;
10、過程連接:G1-1/2,G3/4法蘭:DN50,DN80,DN100,DN150;
11、過程壓力:-1~60bar ;
12、電源:24VDC(±10%)紋波電壓:1Vpp;
13、耗電量:max22.5mA;
14、環(huán)境條件:溫度:-40℃~ 250℃;
15、外殼防護(hù)等級:IP68;
16、防爆等級:EXiaIICT6 ;
17、兩線制接線:儀表供電和信號輸出共用一根兩芯電纜;
18、電纜入口:M20×1.5(電纜直徑5~9mm)。
七、安裝指導(dǎo)說明:
下述安裝指導(dǎo)適用于桿式和纜式探頭,管式探頭測量與安裝方式無關(guān)。
安裝位置:
1、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);
2、不要安裝在金屬罐中間;
3、不要裝在下料口處;
4、選擇探頭長度時(shí),注意探頭底部距罐底約大于30mm;
5、注意介質(zhì)溫度。
罐內(nèi)障礙物:
1、安裝時(shí)注意探頭距離障礙至少200mm。
干擾的祛除:
1、干擾回波抑制:軟件可實(shí)現(xiàn)對干擾回波的抑制,從而達(dá)到理想測量效果;
2、旁通管及導(dǎo)波管(僅適用于液體)對于粘度不打于500cst,可采用旁通管,導(dǎo)波管或管式來避免干擾。
液體標(biāo)準(zhǔn)安裝:
對于粘度≤500cst且不易產(chǎn)生粘附的介質(zhì),管式探頭是理想方案,其特點(diǎn)如下:
的可靠性;
1、可用于介電常數(shù)大于等于1.4的任何介質(zhì),測量與介質(zhì)的導(dǎo)電性無關(guān);
2、罐內(nèi)障礙物及短管尺寸不影響測量;
3、比桿式探頭能承受的橫向壓力高;
4、對于高粘度的介質(zhì),建議使用桿式探頭。
臥罐及立罐上的安裝:
1、管式探頭及桿式探頭zui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;
2、安裝及固定方式同固體粉倉測量;
3、對距罐壁的距離無限制,只要避免探頭接觸罐壁;
4、如果罐內(nèi)障礙物比較多或過于靠近探棒時(shí),請選用管式探頭。
腐蝕性介質(zhì)測量:
1、如果測量腐蝕性介質(zhì),可選用桿式探頭套一個(gè)塑料套管進(jìn)行測量。
八、測量條件注意事項(xiàng):
1、測量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算,但在特殊情況下,若罐低為凹型或錐形,當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測量。
2、若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí),罐低可見,此時(shí)為保證測量精度,建議將零點(diǎn)定在低高度為C 的位置。
3、理論上測量達(dá)到天線*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(yīng)距離天線的*至少100mm。
4、對于過溢保護(hù),可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
5、zui小測量范圍與天線有關(guān)。
6、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(jìn)行測量的。
九、環(huán)境所造成影響的因素有:
1、障礙物的影響。
如果儀表發(fā)射的電磁波接觸到障礙物,那么就會得到一個(gè)干擾波形。如果無法選擇其他理想的安裝位置時(shí),選擇波束角小的儀表或者采用導(dǎo)波管或旁通管的安裝形式是可以解決問題的。
2、傳播介質(zhì)的影響
(1)溫度;
(2)壓力;
(3)傳播介質(zhì)的腐蝕性;
(4)傳播介質(zhì)中是否含有蒸汽或粉塵等;
(5)環(huán)境中揮發(fā)物質(zhì)的結(jié)晶問題或粉塵的粘附問題。
解決好上述問題,那么我們就保證了,電磁波或超聲波到達(dá)被測料面時(shí),沒有大的衰減。通過被測料面的反射,得到一個(gè)回波信號?;夭ㄐ盘柕膹?qiáng)弱和被測料面以下狀態(tài)相關(guān)。
1、被測物質(zhì)的介電常數(shù)或硬度;
介電常數(shù)影響了電磁波反射的強(qiáng)弱。介電常數(shù)越大,反射回波則越強(qiáng)。而硬度則是對聲波的反射而言的。硬度越大,聲波的反射越強(qiáng)。
2、被測料面的堆角;
3、被測料面的穩(wěn)定性;
4、被測物的顆粒度和疏松度;
5、被測物的濕潤度。
十、數(shù)據(jù)對照表:
產(chǎn)品型號 | RD701 | RD702 | RD703 |
應(yīng)用范圍 | 適用復(fù)雜測量,液體和固體顆粒狀介質(zhì),大粉塵環(huán)境。 | 適用于固體、液體介質(zhì)測量, 粉狀顆粒介質(zhì)。 | 固體粉塵、液體測量,可用于介電常數(shù)比較小的液體。 |
測量范圍 | 0~30米 | 0~6米 | 0~30米 |
連接方式 | 螺紋(G1-1/2″,1-1/2″NPT),法蘭(DN50/80/100/150) | ||
料倉開口 | 螺紋(Φ40),法蘭(DN50Φ60/ DN80Φ90/ DN100Φ110/ DN150Φ160mm) | ||
工作溫度 | -40~350℃ | ||
工作壓力 | -1.0~4.0MPa | ||
精 度 | 0.2%±1mm(頂部盲區(qū)500mm) | ||
采 樣 | 回波采樣 55次/秒 | ||
防爆等級 | EXiaIICT6/ExdIICT6 | ||
防護(hù)等級 | IP66 | ||
信號輸出 | 兩線4~20mA/HART或三線4~20mA |
十一、選型一覽表:
RD703 | A | 纜式探頭 | 探頭形式 | ||||||||
| B | 單杠式探頭 | |||||||||
C | 平行桿式探頭 | ||||||||||
| P | 標(biāo)準(zhǔn)型(非防爆) | 防爆 | ||||||||
I | 本安型(Exia II CT6) | ||||||||||
F | 隔爆型(Exd II CT6) | ||||||||||
| 1 | 螺紋G1-1/2″ | 連接方式 | ||||||||
2 | 螺紋1-1/2″NPT | ||||||||||
3 | 法蘭DN50 PN1.6(HG2094-97) | ||||||||||
4 | 法蘭DN50 PN1.6(HG2094-97) | ||||||||||
5 | 法蘭DN50 PN1.6(HG2094-97) | ||||||||||
6 | 法蘭DN50 PN1.6(HG2094-97) | ||||||||||
| 1 | 碳鋼 | 材質(zhì) | ||||||||
2 | 不銹鋼 | ||||||||||
| □ | (mm) | 探頭量程長度 | ||||||||
| 0 | 常壓 | 工作壓力 | ||||||||
1 | 1.6 MPa | ||||||||||
2 | 2.5 MPa | ||||||||||
3 | 4.0 MPa | ||||||||||
| M | 普通-40~150℃ | 工作溫度 | ||||||||
H | 高溫-40~230℃ | ||||||||||
G | 超高溫-40~350℃ | ||||||||||
| Y | 帶 | 編程器 | ||||||||
N | 不帶 | ||||||||||
| 1 | 兩線制DC24V 4~20mA/HART | 接線方式 | ||||||||
2 | 三線制DC24V 4~20mA | ||||||||||
RD703 |
| 備注 |
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