1 雷達液位計(jì)原(yuán)理及使用
1. 雷達液位計的測量原(yuán)理
雷達液位計采用發射(shè)—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發射出電磁波,這些波經被測對象表麵反射後,再被天線接收,電磁波從發射到接收的時(shí)間與到液麵的距離成正比,關係式如下:
D=CT/2 式中 D——雷達液位計到液麵的距離 C——光速
T——電(diàn)磁波運行時間
雷達液位計記錄(lù)脈(mò)衝波經曆的時間,而電磁波的傳輸速度為常數,則可算出(chū)液麵到雷達天線的距(jù)離,從而知道液麵的液位(wèi)。 在實際運用(yòng)中,雷達液(yè)位計有兩種(zhǒng)方式即調頻連續波式和脈(mò)衝波式。采用調頻連續波技術的液位計,功耗大,須(xū)采用四線製,電(diàn)子電路複雜。而采(cǎi)用雷達脈衝波技術的液位計,功耗低,可用二線製(zhì)的24V DC供電,容易實現本質安全(quán),精確度高,適用範圍更廣。
VEGAPULS雷達液位計采用脈衝微波技術,其天線係統發射出頻率為6.3GHz、持續時間為0.8ns的脈衝波束,接著暫停278ns,在脈衝(chōng)發射(shè)暫停期間,天線係統將作為接收器,接收反(fǎn)射波,同時進行回波圖像數據處理,給出指示和電信號。
2. 雷達液位計的特點
(1)雷達液位計采用一體化(huà)設計,無可動部件,不存(cún)在機械磨損,使用壽命長。
(2)雷達液位計測量時發出的電磁波(bō)能夠穿過真空,不(bú)需要傳輸(shū)媒(méi)介,具有不受大氣、蒸氣、罐內(nèi)揮發霧影響的特點(diǎn),能(néng)用於揮發的介質如粗苯的液位測量。
(3)雷達(dá)液位計(jì)幾乎能用(yòng)於所有液體的液位測量。電磁波在液位表麵反射時,信號(hào)會衰減,當信號衰減過(guò)小時,會導致雷達液(yè)位計無法測到(dào)足(zú)夠的電磁波信號。導電介質能很好地反射電磁波,對VEGAPULS雷達液位計,甚至(zhì)微導電的物(wù)質也能夠反射足夠的電磁波。介電常數大於1.5的非導電介質(空氣的介電常數為1.0)也能夠保證足(zú)夠的反射波,介(jiè)電常數越大,反射信號越強。在實際應(yīng)用中,幾乎所有的介質都能反(fǎn)射足夠的反射波。
(4)采用非接觸式測量,不受罐內液體的(de)密度(dù)、濃度(dù)等物理特性的影響。 (5)測量範圍大,大的測量範圍可達0~35m,可用於高溫、高壓的液位測量(liàng)。
(6)天線等關鍵部(bù)件采用高質量的材料,抗腐蝕能力強,能適應腐蝕性很(hěn)強的環境。
(7)功能豐富,具有虛假波的學習功能。輸入液麵的實際液(yè)位,軟件能自動
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地標(biāo)識出液麵到天線的虛假回波,排除這(zhè)些波的幹擾。
(8)參數設定方便,可用液位計上(shàng)的簡易操作鍵進(jìn)行設定,也可用HART協議的手操器或裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機在遠(yuǎn)程或直接接在液位計的通信端進行設定,十分方(fāng)便。
3. 雷達液位(wèi)計安裝(zhuāng)的注意事項
雷達液位計(jì)能否(fǒu)正確測量,依賴於反射波的信號。如果(guǒ)在(zài)所選擇安裝的位置,液麵不能(néng)將電磁波(bō)反射回雷達天線或在信號波的(de)範圍內有幹擾物反射幹(gàn)擾波給雷達液位計,雷(léi)達液位計都不能正確反映實際液(yè)位。因此,合理選擇安裝位置對雷達液位計十分重要,在安(ān)裝時應注意以下(xià)幾點:
(1)雷達液位計(jì)天線的軸線應與液位的反射表麵垂直。
(2)罐內的攪拌器、罐壁(bì)的黏附(fù)物和階梯(tī)等物(wù)體,如果在雷達液位計的(de)信號範圍內,會產生幹擾的反射波,影響液位測量。在安裝時要選擇合適的安裝位置,以避免(miǎn)這些(xiē)因素的幹(gàn)擾。
(3)喇叭型的雷達液位計的喇叭口要超過安(ān)裝孔(kǒng)的內表麵一定的(de)距離
(>10mm)。棒(bàng)式(shì)液(yè)位計的天線要伸出安裝孔,安裝孔的長度(dù)不能超(chāo)過100mm。對於圓型或(huò)橢(tuǒ)圓型的容器,應裝在離中(zhōng)心為1/2R(R為容器半徑)距離的位置,不可裝在圓型或橢圓型的容器(qì)頂的(de)中心處(chù),否則雷(léi)達波在容器壁的多重反射(shè)後,匯集於容器頂的中心處,形成很強的幹擾波,會影響準確測量。
(4)對液位波動較大的容器的液位測量,可(kě)采用附帶旁通管的液位計,以減少液位波動的影響。
安裝完畢以後,可以(yǐ)用裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機觀察反(fǎn)射波曲線圖,來判斷液位計(jì)安裝是否恰當,如不恰當,則進一步調整安裝位置,直到滿意為止。
對於有些安裝位置無法避免的幹擾波,還可利(lì)用VEGAPULS 雷達液位計識別虛假波的功能,液位計能(néng)根據實際液位標識出幹擾反射波,並存於雷達液位計的內部數據庫,使(shǐ)雷達液位計在(zài)數據處理時能識別這些幹擾波,去除這些幹擾反射波(bō)的影響,保(bǎo)證測量的準確性。
4. 雷達液位計的維護
雷達液位計主要由電子元件(jiàn)和天線構成,無可動(dòng)部件,在(zài)使用(yòng)中的(de)故障少。使用中(zhōng)偶爾遇到(dào)的(de)問題是,貯槽中有些易揮發的有機物會在雷達液位計的喇叭口或天線上結(jié)晶,對它們隻要定期檢查和清理(lǐ)即可,維護量少。
在日常維護中,可以用 PC機(裝有VEGA Visual Operating軟件)遠(yuǎn)程觀察反射波曲線圖,對於(yú)後來可能新產生的幹擾波,可(kě)以利用液位計有識別虛假波的(de)功能,除去這些幹擾反射(shè)波的影響,保證準確測量。
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