導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的原理及應(yīng)用

1、頁(yè)眉內(nèi)容導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)的原理及應(yīng)用導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)的原理及應(yīng)用一、導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)概述料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要參數(shù)。料位測(cè)量的方法很多，針對(duì)不同的工況和介質(zhì) 可以使用不同測(cè)量原理的料位計(jì)，吹氣法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾 種常用的料位測(cè)量?jī)x表，都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)運(yùn)用先進(jìn)的 雷達(dá)測(cè)量技術(shù)，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(zhì) 腐蝕性強(qiáng)、易結(jié)疤等惡劣的測(cè)量條件下，顯示出其卓越的性能，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮ll Ir 門著越來越重要的作用。二、原理及技術(shù)性能雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波，導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)利用了電磁波的特殊性能來進(jìn)行料位檢測(cè)。電磁波的物理特性

2、與可見光相似，傳播速度相當(dāng)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(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)的反射效果越好。雷達(dá)波的頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積上能量（磁通量或場(chǎng)強(qiáng)）越大，波的衰減越小，導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量效果越好。1 導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)的基本原理導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)組成：它主要由發(fā)射和接收裝置、信號(hào)處理器、天線、操作面板、 顯示、故障報(bào)警等幾部分組成。發(fā)射-反射-接收是導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)工作的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的 形式發(fā)射最小5.8GHz的雷達(dá)信號(hào)。反射回來的信號(hào)仍由天線接收，雷達(dá)脈沖信號(hào)從 發(fā)射到接收的運(yùn)行

3、時(shí)間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例。頁(yè)眉內(nèi)容即：h二？H/2?式中?h為料位；H為槽高；?v為雷達(dá)波速度；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時(shí)間；2 導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)測(cè)量料位的先進(jìn)技術(shù)：(1 )回波處理新技術(shù)的應(yīng)用從導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量原理可以知道， 導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)是通過處理雷達(dá)波從探頭 發(fā)射到介質(zhì)表面然后返回到探頭的時(shí)間來測(cè)量料位的， 在反射信號(hào)中混合有許多干 擾信號(hào)，所以，對(duì)真實(shí)回波的處理和對(duì)各種虛假回波的識(shí)別技術(shù)就成為導(dǎo)波雷達(dá)料I 位計(jì)能夠準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵因素。I |: !|I J f|嚴(yán)(2 )測(cè)量數(shù)據(jù)處理：由于液面波動(dòng)和隨機(jī)噪聲等因素的影響，檢測(cè)信號(hào)中必然混有大量噪聲。為了提高._ I*

4、;.-/ |檢測(cè)的準(zhǔn)確度，必須對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，盡可能消除噪聲。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用數(shù)據(jù)平滑方法可以達(dá)到滿意的效果。此方法也可有效的 克服罐內(nèi)攪拌器對(duì)測(cè)量的影響。(3 )導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)的特點(diǎn)：由于導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)采用了上述先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，加上雷達(dá)波本身 頻率高，穿透性能好的特點(diǎn)，所以，導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)具有比接觸式料位計(jì)和同類非 接觸料位計(jì)更加優(yōu)良的性能。 I I 可在惡劣條件下連續(xù)準(zhǔn)確地測(cè)量。 操作簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。 準(zhǔn)確安全且節(jié)省能源。 無需維修且可靠性強(qiáng)。 幾乎可以測(cè)量所有介質(zhì)。精心整理頁(yè)眉內(nèi)容三、安裝應(yīng)注意的問題(1) 當(dāng)測(cè)量液態(tài)物料時(shí)，傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直；當(dāng)測(cè)

5、量固態(tài)物料時(shí)，由于固體介質(zhì)會(huì)有一個(gè)堆角，傳感器要傾斜一定的角度。(2) 盡量避免在發(fā)射角內(nèi)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(nèi)有障礙裝置(因?yàn)檎系K裝置越近，虛假反射信號(hào)越強(qiáng)) 。若實(shí)在避免不 了，建議用一個(gè)折射板將過強(qiáng)的虛假反射信號(hào)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(hào)濾出。(3) 要避開進(jìn)料口，以免產(chǎn)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(huì)增強(qiáng))，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(qiáng)渦流的地方。如：由于攪拌或

6、很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議|I ,采用導(dǎo)波管或旁通管測(cè)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(zhǎng)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(chǎn)生的干擾回波。(7) 關(guān)于導(dǎo)波管天線：導(dǎo)波管內(nèi)壁一定要光滑，下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要 的最低液位，這樣才能在管道中進(jìn)行測(cè)量。傳感器的類型牌要對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)波管開孔的軸 線。若被測(cè)介電常數(shù)小于4,需在導(dǎo)波管末端安裝反射板，或?qū)?dǎo)波管末端彎成一個(gè)彎度，將容器底的反射回波折射走。四、應(yīng)用中存在的問題及解決方法有些工況下所使用的導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)，因

7、為傳感器安裝位置不當(dāng)及條件所致，出現(xiàn) 了一些問題，下面將對(duì)一些使用中的問題提出解決方案 ，供大家參考。1. 探頭結(jié)疤和頻繁故障的解決方法精心整理頁(yè)眉內(nèi)容第一個(gè)辦法是將探頭安裝位置提高，但是有時(shí)候安裝條件限制，不能提高的情況下，就應(yīng)采用將料位測(cè)量值與該槽的泵聯(lián)鎖的辦法，解決這一難題：將最高料位設(shè)定值減小0.5m左右，當(dāng)料位達(dá)到該最高值時(shí)，即可停進(jìn)料泵或開啟出料泵。2. 導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)被淹相應(yīng)的改進(jìn)辦法？解決這種問題的辦法是將導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)改為導(dǎo)波管式測(cè)量。仍在原開孔處安裝導(dǎo)波管式導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)，導(dǎo)波管高于排汽管 0.2m左右，？這樣一來，即使出現(xiàn)料漿 從排汽管溢出的惡劣工況，也不會(huì)使料位計(jì)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(duì)探頭的損害，同時(shí)由于導(dǎo)波管聚焦效 果好，接收的雷達(dá)波信號(hào)更強(qiáng)，取得了很好的測(cè)量效果。使用導(dǎo)波管測(cè)量方式，可 x* -1 xI| I I.以改善表計(jì)測(cè)量條件，提高儀表測(cè)量性能，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。3. 關(guān)于泡沫對(duì)測(cè)量的影響：. I-干泡沫和濕泡沫能將雷達(dá)波反射回來，對(duì)測(cè)量無影響；中性泡沫則會(huì)吸收和擴(kuò)散雷 達(dá)波，因而嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒有回波。當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時(shí)，測(cè) 量誤差較大或無法測(cè)量，在這種工況下，導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)不具有優(yōu)勢(shì)，這是其應(yīng)用I、r 的局限性。4. 對(duì)于天線結(jié)疤的處理：介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)

9、下對(duì)測(cè)量無影響，而介電常數(shù)很高的掛料則對(duì)測(cè)量 有影響?？捎脡嚎s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(jié)疤，但在清洗期間不能進(jìn)行料位測(cè)量。五、結(jié)束語導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)是目前各類料位測(cè)量?jī)x表計(jì)中適用范圍最廣、測(cè)量最精確、維護(hù)最 方便的料位測(cè)量?jī)x表。隨著其價(jià)格的進(jìn)一步降低，性價(jià)比的提高，應(yīng)用將會(huì)越來越頁(yè)眉內(nèi)容廣泛，在料位測(cè)量中發(fā)揮越來越重要的作用。本文對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，旨在為廣大維護(hù)人員更好地使用和掌握它，希望能對(duì)大家提供一些借鑒和幫助。導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)工作原理：導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)是一種微波物位計(jì)，它是微波（雷達(dá)） 定位技術(shù)的一種運(yùn)用。它是通過一個(gè)可以

10、發(fā)射能量波（一般為脈沖信號(hào)）的裝置發(fā) 射能量波，能量波在波導(dǎo)管中傳輸，能量波遇到障礙物反射，反射的能量波由波導(dǎo) 管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號(hào)。根據(jù)測(cè)量能量波運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間 差來確定物位變化情況。由電子裝置對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān) 的電信號(hào)。能量輻射水平低，該設(shè)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(dá)物位計(jì)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(huì)對(duì)其他設(shè)備以及人員造成輻射傷害。適用范圍及特點(diǎn)：導(dǎo)波微波物位儀表-jI,用于對(duì)液體、漿料及顆粒料等介電常數(shù)比較小的介質(zhì)的進(jìn)行接觸連續(xù)

11、測(cè)量，適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場(chǎng)合。具有以下特點(diǎn)1、通用性強(qiáng)：可測(cè)量液位及料位，可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測(cè)量要求，最高測(cè)量溫度可達(dá)800C, 最大壓力可達(dá)5MPa，并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場(chǎng)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(cè)量可以不受傳感器掛料影響，無需定期清潔，避免誤測(cè) 量。3、免維護(hù)：測(cè)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(cè)量，抗干擾能力強(qiáng)，可克服蒸汽、泡沫及攪拌對(duì)測(cè)量的影響。5、準(zhǔn)確可靠：測(cè)量量多樣化，使測(cè)量更加準(zhǔn)確，測(cè)量不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高， 使用壽命長(zhǎng)。主要技術(shù)參數(shù)：正常工作條件：環(huán)境溫度：-205

12、0C;相對(duì)濕度：5% 100% （包括直接濕）；環(huán)境壓力：86kPa108kPa;測(cè)量范圍：06米，纜式最大可 達(dá)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(yīng)速度：0.2（根據(jù)具體情況而定）重復(fù)性：出mm;分辨率： 1mm;電流信號(hào)：420mA/HART;精 度：0.1%;通訊接口： HART通訊協(xié)議；精心整理頁(yè)眉內(nèi)容電 源：24VDC（+/-10%）/波紋電壓：1Vpp ;耗電量：max22.5mA;防爆認(rèn)證：ExiallCT6 ;外殼保護(hù)等級(jí)：IP68;兩線制接線：供電和信號(hào)輸出公用一根兩芯線；電纜入口 ：兩個(gè) M20 x 1.5 （電纜直徑59mm）。型號(hào)及說明：TQ-DLUL廠家代號(hào) C18 mm纜式探頭/不銹鋼（最大量程35m