雷達物位計具有低維護,高性能、高精度、高可靠性,使用壽命長等優(yōu)點。在與電容,重錘等接觸式儀表相比較,具有無可比擬的優(yōu)越性。微波信號的傳輸不受大氣的影響,所以它可以滿足工藝過程中揮發(fā)性氣體、高溫、高壓、蒸汽、真空及高粉塵等惡劣環(huán)境的要求。該產(chǎn)品適用于高溫、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行連續(xù)測量。該儀器主要技術指標達到或優(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,可廣泛應用于冶金、建材、能源、石化、水利、糧食等行業(yè)。
雷達物位計信號處理因素:
1、雷達物位計的應用場合往往是局限的狹小空間,而不是開放的巨大的空間。雷達物位計發(fā)射的信號是電磁波,電磁波在空間是發(fā)散傳播的,具有電磁波所有的一切特性,如反射,衍射,折射等。傳播空間中的任何物體都會產(chǎn)生信號的反射。狹小的空間會產(chǎn)生諸多的反射信號,其中有物體表面的直接反射信號,也有信號的來回反射和震蕩(表面間的多次反射)。
2、當液面的高度不同時,相當于測量空間形狀在不斷變化,信號的反射和震蕩情況也不同。特別是當測量的空間有曲面時,如拱頂罐,球形容器或臥式橢圓罐時,由于曲面對電磁波有聚焦作用,液位的高度變化對反射的影響更大。
3、在雷達物位計安裝和投用后,應用場合的空間表面情況不斷變化的。以反應罐為例,化工過程需要測量的介質(zhì)是多種多樣的,進料時液面會有變化,如物料黏附,罐體內(nèi)表面的物理或化學特性變化等,這些變化不可避免地會影響反射信號的強度。
4、某些應用現(xiàn)場的介質(zhì)會直接影響到雷達波的發(fā)射和接受。一方面表現(xiàn)在對天線的影響上。如蒸汽冷凝在天線表面,物料結晶在天線表面。另一方面罐內(nèi)介質(zhì)的揮發(fā)或霧化,也會影響雷達波的傳播,進而對測量產(chǎn)生影響。
5、測量的液面也有多種情況變化,如靜止時是鏡面;液位變化時表面會產(chǎn)生波動;有時可能會有泡沫的存在。在不同的情況下,信號的多次反射情況會發(fā)生變化。
雷達物位計測量不受介質(zhì)變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。產(chǎn)品是基于時間行程原理的測量儀表,雷達波以光速運行,運行時間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜繩傳播,當脈沖遇到物料表面時反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收,并將距離信號轉(zhuǎn)化為物位信號。
雷達物位計安裝應注意的問題:
1.當測量液態(tài)物料時,傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直;當測量固態(tài)物料時,由于固體介質(zhì)會有一個堆角,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(因為障礙裝置越近,虛假反射信號越強)。若實在避免不了,建議用一個折射板將過強的虛假反射信號折射走。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濾出。
3.要避開進料口,以免產(chǎn)生虛假反射。
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增強),也不能距離罐壁很近安裝,較佳安裝位置在容器半徑的1/2處。
5.要避免安裝在有很強渦流的地方。如:由于攪拌或很強的化學反應等,建議采用導波管或旁通管測量。
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10mm。棒式天線接管長度最大100或250mm。接管直徑最小250mm??梢圆扇〖哟蠼庸苤睆降姆椒ǎ詼p少由于接管產(chǎn)生的干擾回波。
7.關于導波管天線:導波管內(nèi)壁一定要光滑,下面開口的導波管必須達到需要的最低液位,這樣才能在管道中進行測量。傳感器的類型牌要對準導波管開孔的軸線。若被測介電常數(shù)小于4,需在導波管末端安裝反射板,或?qū)Рü苣┒藦澇梢粋€彎度,將容器底的反射回波折射走。
一、雷達物位計的選型分類:
1.脈沖型和調(diào)頻連續(xù)波雷達
雷達物位計用于測物位的雷達料位計通常分為兩類:脈沖型雷達(Pulse)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(FMCW)。在過程監(jiān)測場合主要選用脈沖型雷達,由于其頻率較低(6.3GHz),并且在天線結構設計時充分考慮了冷凝、積料等影響,雷達物位計還能利用超聲波料位計中的回波信號處理,在有攪拌器等復雜工況中也能識別有效回波,價格相對也較便宜,故在水泥行業(yè)中主要采用了以中環(huán)天儀西門子組裝雷達為代表的雷達.雷達由于發(fā)射功率大,量程大,價格也有較大下降,而且可靠性高,故近期在水泥行業(yè)已較多采用了此中環(huán)天儀雷達。
2.顆粒狀物料的選型
在水泥廠原料大多是顆粒狀物料,少數(shù)是塊料,如石灰石、原煤、頁巖等,其半成品熟料也是顆粒狀物料,儲存在庫或倉里,都存在物料的安息角,但也有反射介面。根據(jù)入料和卸料所形成的物料安息角和表面情況,在確定有效量程后,建議采用非接觸型的雷達物位計,即帶有棒形或號角形天線的料位計。如用接觸型的雷達料位計,會產(chǎn)生對纜繩較大的下拉力,造成事故。根據(jù)水泥廠信息反饋,號角形天線的料位計回波更強,精確度更高(±0.2~±1%F.S),
3.粉狀物料的選型
在水泥廠和粉磨站水泥庫一般有4~8個,在水泥廠還有生料均化庫和粉煤灰?guī)?,這些物料全是粉料,非常難測其料位。在庫里的粉料表面非常疏松,微波反射相當困難,為此建議采用接觸型雷達物位計,也可選用大法蘭的非接觸型雷達料位計,較典型雷達:中環(huán)天儀組裝雷達。
4.二線制
目前使用的雷達物位計大多是一體化的產(chǎn)品,由二線制供電,可直接接控制系統(tǒng)的模塊,輸出4~20mA的模擬信號,可節(jié)省大量電纜;同時還提供HART數(shù)字信號和各種協(xié)議的現(xiàn)場總線的數(shù)字通信功能,和計算機監(jiān)控系統(tǒng)連接非常方便。
二、雷達物位計安裝指導:
下述安裝指導適用于桿式和纜式探頭,雷達物位計管式探頭測量與安裝方式無關。
1、安裝位置:a、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);b、不要安裝在金屬罐中間;c、不要裝在下料口處;d、選擇探頭長度時,注意探頭底部距罐底約大于30mm;注意介質(zhì)溫度。
2、罐內(nèi)障礙物:雷達物位計安裝時注意探頭距離障礙至少200mm。
3、干擾的祛除:a、干擾回波抑制:雷達物位計軟件可實現(xiàn)對干擾回波的抑制,從而達到理想測量效果;b、旁通管及導波管(僅適用于液體)對于粘度不打于500cst,可采用旁通管,導波管或管式來避免干擾。
4、液體標準安裝:對于粘度≤500cst且不易產(chǎn)生粘附的介質(zhì),管式探頭是較佳方案,其特點如下:a、卓越的可靠性;b、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)的導電性無關;c、罐內(nèi)障礙物及短管尺寸不影響測量;d、比桿式探頭能承受的橫向壓力高;e、對于高粘度的介質(zhì),建議使用桿式探頭。
5、臥罐及立罐上的安裝:
a、管式探頭及桿式探頭最長可到6米對于測量距離超過6米的罐,可選用8mm纜式探頭;
b、安裝及固定方式同固體粉倉測量;
c、對距罐壁的距離無限制,只要避免探頭接觸罐壁即可;
d、如果罐內(nèi)障礙物比較多或過于靠近探棒時,請選用管式探頭。
6、腐蝕性介質(zhì)測量:如果測量腐蝕性介質(zhì),雷達物位計可選用桿式探頭套一個塑料套管進行測量。