雷達(dá)物位計(jì)安裝規(guī)范及注意事項(xiàng).

1、 目 錄n 1.雷達(dá)的基礎(chǔ)知識(shí)雷達(dá)的基礎(chǔ)知識(shí)n 2.雷達(dá)液位計(jì)的工作原理雷達(dá)液位計(jì)的工作原理n 3.雷達(dá)液位計(jì)的分類及說明雷達(dá)液位計(jì)的分類及說明n 4.雷達(dá)液位計(jì)的安裝、調(diào)試、接線方式雷達(dá)液位計(jì)的安裝、調(diào)試、接線方式n 5.安裝注意事項(xiàng)安裝注意事項(xiàng)n 6.雷達(dá)液位計(jì)的故障分析雷達(dá)液位計(jì)的故障分析n 7.雷達(dá)液位計(jì)的雷達(dá)液位計(jì)的優(yōu)勢及應(yīng)用優(yōu)勢及應(yīng)用雷達(dá)液位計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)雷達(dá)液位計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)雷達(dá)概念雷達(dá)概念 利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑目標(biāo)至

2、電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。向速度）、方位、高度等信息。 雷達(dá)是英文雷達(dá)是英文radarradar的音譯，為的音譯，為Radio Detection Radio Detection And RangingAnd Ranging的縮寫，意為無線電檢測和測距的的縮寫，意為無線電檢測和測距的電子設(shè)備。雷達(dá)所起的作用和電子設(shè)備。雷達(dá)所起的作用和眼睛眼睛和和耳朵耳朵相似，相似，當(dāng)然，它不再是大自然的杰作，同時(shí)，它的信當(dāng)然，它不再是大自然的杰作，同時(shí)，它的信息載體是無線電波。息載體是無線電波。 事實(shí)上，不論是可見光或事實(shí)上，不論是可見光或是無線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，

3、都是電是無線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，都是電磁波，傳播的速度都是光速磁波，傳播的速度都是光速C, C, 差別在于它們各差別在于它們各自占據(jù)的頻率和波長不同。其原理是雷達(dá)設(shè)備自占據(jù)的頻率和波長不同。其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息理，提取有關(guān)該物體的某些信息( (目標(biāo)物體至雷目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高達(dá)的距離，距離變

4、化率或徑向速度、方位、高度等度等) )。 工作原理：高頻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，遇到被測介質(zhì)表面，其部分能量被反射回來，被同一天線接收，發(fā)射脈沖與接收的脈沖的時(shí)間間隔與天線到被測介質(zhì)表面的距離是成正比的高頻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，遇到被測介質(zhì)表面，其部分能量被反射回來，被同一天線接收，發(fā)射脈沖與接收的脈沖的時(shí)間間隔與天線到被測介質(zhì)表面的距離是成正比的。運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保穩(wěn)定和精確的測量。 分類及說明n 雷達(dá)可分為：脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)雷達(dá)可分為：脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)n 脈沖雷達(dá)：脈

5、沖測量雷達(dá)通過測量脈沖電磁波往返時(shí)間延遲得到目標(biāo)脈沖雷達(dá)：脈沖測量雷達(dá)通過測量脈沖電磁波往返時(shí)間延遲得到目標(biāo)的距離信息，根據(jù)接收脈沖載波中的多普勒頻率測量目標(biāo)的徑向速度，的距離信息，根據(jù)接收脈沖載波中的多普勒頻率測量目標(biāo)的徑向速度，利用等信號(hào)法獲得目標(biāo)的方位角和俯仰角數(shù)據(jù)。利用等信號(hào)法獲得目標(biāo)的方位角和俯仰角數(shù)據(jù)。n 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)：使用線性調(diào)頻高頻信號(hào)，雷達(dá)料位計(jì)高頻信號(hào)的發(fā)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)：使用線性調(diào)頻高頻信號(hào)，雷達(dá)料位計(jì)高頻信號(hào)的發(fā)射頻率隨一定時(shí)間間隔射頻率隨一定時(shí)間間隔(掃描頻率掃描頻率)線性線性v增加，由于發(fā)射頻率是隨著增加，由于發(fā)射頻率是隨著信號(hào)傳播的時(shí)間變化的，與反射物體距離成比例

6、，由當(dāng)前發(fā)射頻率與信號(hào)傳播的時(shí)間變化的，與反射物體距離成比例，由當(dāng)前發(fā)射頻率與接收的反射頻率的差值獲得物位高度。接收的反射頻率的差值獲得物位高度。 雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝最合理的位置由罐的內(nèi)壁到安裝應(yīng)大于罐 直徑的1/ 6， 無論如何雷達(dá) 距離罐壁應(yīng)大于30c m不可安裝于罐的中心位置，干擾會(huì)導(dǎo)致信號(hào) 丟失不可安裝于料口的上方建議安裝保護(hù)蓋以防直接的日照或雨淋 。雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟一、安裝在罐合理位置。一、安裝在罐合理位置。雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟一、安裝在罐合理位置。一、安裝在罐合理位置。在信 號(hào) 波束 內(nèi)應(yīng) 避免 安裝 任何裝

7、置，如溫度傳感 器等 。、加熱線圈、擋板 等 均有 可能干擾 測量 。天線 尺 寸（喇叭口直接）： 天線 越大 則波 束角越小， 干擾 回 波也 越弱波 束角 定義 為雷達(dá) 波的 能量 密度 達(dá)到其 最大 值的 一半(3 d B) 時(shí)的 角度 。雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟二、測量條件。二、測量條件。 測量范圍從波束觸及罐底的那一點(diǎn)開始計(jì)測量范圍從波束觸及罐底的那一點(diǎn)開始計(jì) 算。算。 但在特殊情況下但在特殊情況下，當(dāng)罐底為凹形當(dāng)罐底為凹形或錐或錐 型時(shí)當(dāng)物型時(shí)當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測量位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測量 。 當(dāng)介質(zhì)為低介電常數(shù)（組當(dāng)介質(zhì)為低介電常數(shù)（

8、組A A及及B B）時(shí)時(shí) ，當(dāng)，當(dāng) 其其處于低液位時(shí)處于低液位時(shí) ，罐底可見，罐底可見，此時(shí)為保此時(shí)為保證測證測 量量精度建議將零點(diǎn)定于距罐底高度為精度建議將零點(diǎn)定于距罐底高度為C C的位的位置置（見圖）（見圖） 。 理論上測量達(dá)到天線尖端的位置是可能的理論上測量達(dá)到天線尖端的位置是可能的 ，但是考慮到腐蝕但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測量范圍的終及粘附的影響，測量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖端不少于值應(yīng)距離天線的尖端不少于A (A (見圖見圖) )。最小測量范圍最小測量范圍B B與天線有關(guān)（與天線有關(guān)（ 見圖見圖 ）。）。 罐體直徑應(yīng)大于罐體直徑應(yīng)大于D D高度最小為高度最小為1.5/1.5/5

9、5H H m/ftm/ft（ 見圖見圖 ）。）。 測量 范圍 取決 于天線 尺寸 、介 質(zhì)反 射率、 安裝 位置 及最 終的干 擾反 射。 雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟三、安裝雷達(dá)液位計(jì)。三、安裝雷達(dá)液位計(jì)。安裝法蘭的工具外，還需要以下工具還需六角板手，用于旋轉(zhuǎn)外殼雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟四、接線。四、接線。1、擰下外殼蓋實(shí)物圖1、擰下外殼蓋2、取下顯示模塊實(shí)物圖2、取下顯示模塊3、取下端子腔室的蓋板4、將電纜穿過纜塞，使用雙屏蔽線雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟雷達(dá)液位計(jì)安裝步驟四、接線。四、接線。5、

10、連線6、擰緊纜塞擰上外殼 蓋( 2 )7、擰上外殼在傳 感器側(cè) 僅將 電纜 的屏 蔽層接地4-20毫安通訊電阻小于250雷達(dá)的調(diào)試：n HART手持編程器手持編程器：n 通常情況下，通常情況下，GPM編程器由編程器由6個(gè)按鍵和個(gè)按鍵和一個(gè)液晶顯示屏，可以顯示調(diào)整菜單和一個(gè)液晶顯示屏，可以顯示調(diào)整菜單和參數(shù)設(shè)置。其功能相當(dāng)于一個(gè)分析處理參數(shù)設(shè)置。其功能相當(dāng)于一個(gè)分析處理儀表。儀表。接線方式：安裝注意事項(xiàng)：n1.雷達(dá)必須安裝在罐倉頂部。雷達(dá)必須安裝在罐倉頂部。2.不要將儀表安裝在頂部中心，避免多次強(qiáng)波反射3.距倉壁30公分以上。n 圖中圖中1的距離最少不得低的距離最少不得低于于30公分公分4.電磁

11、波通道主軸線上應(yīng)盡量避開橫梁，梯子。5.距離攪拌機(jī)葉片遠(yuǎn)一些。6.雷達(dá)不能安裝在進(jìn)料口處。雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析1 1、儀表不響應(yīng)、儀表不響應(yīng)2 2、顯示值不可見、顯示值不可見3 3、輸出電流不正常、輸出電流不正常4 4、HARTHART通信不工作通信不工作5 5、PAPA通信不工作通信不工作6 6、通過、通過FXA193FXA193的通信不工的通信不工作作7 7、測量值不正確、測量值不正確1 1、儀表不響應(yīng)、儀表不響應(yīng)一般故障現(xiàn)場儀表顯示模塊一般故障現(xiàn)場儀表顯示模塊上都有上都有系統(tǒng)錯(cuò)誤信息系統(tǒng)錯(cuò)誤信息代碼，代碼，我們只需查詢錯(cuò)誤代碼即可我們只

12、需查詢錯(cuò)誤代碼即可解決故障問題。解決故障問題。雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析1 1、儀表不響應(yīng)、儀表不響應(yīng)2 2、顯示值不可見、顯示值不可見3 3、輸出電流不正常、輸出電流不正常4 4、HARTHART通信不工作通信不工作5 5、PAPA通信不工作通信不工作6 6、測量值不正確、測量值不正確2 2、顯示值不可見、顯示值不可見雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析1 1、儀表不響應(yīng)、儀表不響應(yīng)2 2、顯示值不可見、顯示值不可見3 3、輸出電流不正常、輸出電流不正常4 4、HARTHART通信不工作通信不工作5 5、PAPA通信不工作通信不工作6 6、測量值

13、不正確、測量值不正確3 3、輸出電流不正常、輸出電流不正常雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析1 1、儀表不響應(yīng)、儀表不響應(yīng)2 2、顯示值不可見、顯示值不可見3 3、輸出電流不正常、輸出電流不正常4 4、HARTHART通信不工作通信不工作5 5、PAPA通信不工作通信不工作6 6、測量值不正確、測量值不正確4 4、HARTHART通信不工作通信不工作HART:HART:在在4-20mA4-20mA的信號(hào)上疊加數(shù)字信號(hào)，的信號(hào)上疊加數(shù)字信號(hào)，HARTHART協(xié)議是一種通信方式，和計(jì)算機(jī)通信協(xié)議是一種通信方式，和計(jì)算機(jī)通信的協(xié)議一個(gè)道理。的協(xié)議一個(gè)道理。雷達(dá)液

14、位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷雷達(dá)液位計(jì)故障分析達(dá)液位計(jì)故障分析1 1、儀表不響應(yīng)、儀表不響應(yīng)2 2、顯示值不可見、顯示值不可見3 3、輸出電流不正常、輸出電流不正常4 4、HARTHART通信不工作通信不工作5 5、PAPA通信不工作通信不工作6 6、測量值不正確、測量值不正確5 5、PAPA通信不工作通信不工作PA:PROFIBUS-PAPA:PROFIBUS-PA協(xié)議，它的協(xié)議，它的速度比速度比HARTHART協(xié)議的通信速度協(xié)議的通信速度要快要快. .雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析1 1、儀表不響應(yīng)、儀表不響應(yīng)2 2、顯示值不可見、顯示值不可見

15、3 3、輸出電流不正常、輸出電流不正常4 4、HARTHART通信不工作通信不工作5 5、PAPA通信不工作通信不工作6 6、測量值不正確、測量值不正確7 7、測量值不正確、測量值不正確雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)液位計(jì)故障分析雷達(dá)的選型n 非接觸物位測量中，雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用近年來獲得快速發(fā)展。超聲非接觸物位測量中，雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用近年來獲得快速發(fā)展。超聲波物位計(jì)中換能器是眼睛，而雷達(dá)物位計(jì)中高頻頭和天線是眼睛，回波物位計(jì)中換能器是眼睛，而雷達(dá)物位計(jì)中高頻頭和天線是眼睛，回波處理是物位計(jì)的大腦。雷達(dá)物位計(jì)繼承了超聲波物位計(jì)的回波處理波處理是物位計(jì)的大腦。雷達(dá)物位計(jì)繼承了超聲波物位計(jì)的回波處理技術(shù)。技術(shù)。

16、n 雷達(dá)物位計(jì)發(fā)出的電磁波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)雷達(dá)物位計(jì)發(fā)出的電磁波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計(jì)應(yīng)用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為最小回波幅度量反映了物位計(jì)應(yīng)用效果。回波質(zhì)量定義為最小回波幅度(在最惡劣在最惡劣條件下回波幅度條件下回波幅度)比最大噪聲幅度比最大噪聲幅度(虛假回波、多徑反射波等的幅度虛假回波、多徑反射波等的幅度)。回波質(zhì)量數(shù)值越大，物位計(jì)應(yīng)用效果越好?；夭ㄙ|(zhì)量數(shù)值越大，物位計(jì)應(yīng)用效果越好。雷達(dá)的選型n 回波強(qiáng)度主要受以下因素影響回波強(qiáng)度主要受以下因素影響n 傳播介質(zhì)介電常數(shù)越穩(wěn)定越有利于傳播。雷達(dá)波是電磁波，電磁傳播介質(zhì)介電常數(shù)越穩(wěn)定越有利于傳播。雷達(dá)波是電磁

17、波，電磁波在傳播過程中不受傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響，只與其介電常數(shù)有關(guān)。波在傳播過程中不受傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響，只與其介電常數(shù)有關(guān)。這是雷達(dá)技術(shù)與超聲波技術(shù)的重大區(qū)別。這是雷達(dá)技術(shù)與超聲波技術(shù)的重大區(qū)別。n 被測介質(zhì)表面越平整，其介電常數(shù)越大越有利于回波反射。被測介質(zhì)表面越平整，其介電常數(shù)越大越有利于回波反射。n 現(xiàn)場工況時(shí)，應(yīng)特別注意這兩個(gè)方面：現(xiàn)場工況時(shí)，應(yīng)特別注意這兩個(gè)方面：(1)天線到被測介質(zhì)間空氣天線到被測介質(zhì)間空氣介電常數(shù)的分布介電常數(shù)的分布(2)被測介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。被測介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。雷達(dá)的選型n與低頻率雷達(dá)相比，高頻雷達(dá)有以下優(yōu)點(diǎn)：與低頻率雷達(dá)相比，高頻

18、雷達(dá)有以下優(yōu)點(diǎn)：n1)高頻雷達(dá)物位計(jì)高頻雷達(dá)物位計(jì)(主要指主要指26GHz和和24GHz)具有能量高，波束角小具有能量高，波束角小(一般一般95的喇叭天線的波的喇叭天線的波束角為束角為8o，而，而6GHz低頻脈沖雷達(dá)的喇叭天線直徑為低頻脈沖雷達(dá)的喇叭天線直徑為246時(shí)，波束角為時(shí)，波束角為15o)，天線尺寸小，精度，天線尺寸小，精度高等優(yōu)點(diǎn)。高等優(yōu)點(diǎn)。 n2)26GHz雷達(dá)波長雷達(dá)波長11mm，6GHz雷達(dá)波長雷達(dá)波長50mm，雷達(dá)測量散裝料位時(shí)，雷達(dá)波反射主要來，雷達(dá)測量散裝料位時(shí)，雷達(dá)波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強(qiáng)度與物料大小成正比，與波長成反比，而大部份散裝料直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小自料面的漫

19、反射，漫反射的強(qiáng)度與物料大小成正比，與波長成反比，而大部份散裝料直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于于50mm，這就是為什么目前，這就是為什么目前26GHz雷達(dá)是散裝料物位測量的最佳選擇。雷達(dá)是散裝料物位測量的最佳選擇。 n3)在一些直徑小高度矮的小罐應(yīng)用中，在一些直徑小高度矮的小罐應(yīng)用中， 6GHz雷達(dá)天線長雷達(dá)天線長(300-400mm)無形中增大了盲區(qū)無形中增大了盲區(qū)(大大約約600mm)，由于，由于6GHz雷達(dá)方向性差雷達(dá)方向性差(開角大開角大)在小罐中會(huì)產(chǎn)生多徑反射；在小罐中會(huì)產(chǎn)生多徑反射；26GHz雷達(dá)頻率高頻，雷達(dá)頻率高頻，天線短，方向性好，克服了天線短，方向性好，克服了6GHz雷達(dá)的缺點(diǎn)，適用于小罐測

20、量。雷達(dá)的缺點(diǎn)，適用于小罐測量。 n4)由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，隨著時(shí)間推移，雷達(dá)天線會(huì)堆積污物、水汽等，由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，隨著時(shí)間推移，雷達(dá)天線會(huì)堆積污物、水汽等，26GHz雷達(dá)天線小，雷達(dá)天線小，加天線罩可大大改善污物、水汽影響；加天線罩可大大改善污物、水汽影響；6GHz雷達(dá)天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理雷達(dá)天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理困難。困難。 n5)由于由于26GHz雷達(dá)方向性好，很多惡劣工況，可通過簡單隔離，將雷達(dá)裝在容器外進(jìn)行測量雷達(dá)方向性好，很多惡劣工況，可通過簡單隔離，將雷達(dá)裝在容器外進(jìn)行測量雷達(dá)液位計(jì)的日常維護(hù)n 雷達(dá)液位計(jì)主要由電子元件和天線構(gòu)成，無可動(dòng)部件，在使用中的雷達(dá)液位計(jì)主要由電子元件和天線構(gòu)成，無可動(dòng)部件，在使用中的故障極少。使用中偶爾遇到的問題是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機(jī)物會(huì)故障極少。使用中偶爾遇到的問題是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機(jī)物會(huì)在雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口或天線上結(jié)晶，對(duì)它們只要定期檢查和清理即在雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口或天線上結(jié)晶，對(duì)它們只要定期檢查和清理即可，維護(hù)量少。可，維護(hù)量少。 n 在日常維護(hù)中，可以用在日常維護(hù)中，可以用PC機(jī)遠(yuǎn)程觀察反射波曲線圖，對(duì)于后來可機(jī)遠(yuǎn)程觀察反射波曲線圖，對(duì)于后來可能新產(chǎn)生的干擾波，可以利用液位計(jì)有識(shí)別虛假波的功能，除去這些能新產(chǎn)生的干擾波，可以利用液位計(jì)有識(shí)