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雷达液位计及其构成的测量系统概述

发布时间:2022-06-15      点击次数:174

一、 概述


雷达液位计是一种利用微波而实现的液位测量仪表,用于对储罐,缓冲罐,稳波管,旁通管中的液体,颗粒,浆料,固体的液位进行液位测量,具有不受温度,压力,蒸汽的影响,也不受被测介质物理特性变化等影响的有点。多年来,在电力,石化,冶金,化工等领域得到了广泛的应用。其特点在于:应用微波实现测量,应用范围广,可用于液体,乳状体,熔融体等形态物体的液位测量;被测介质可以是易燃易爆,腐蚀性强的高温,高压状态物质。采用数字与模拟两种输出方式,可以单台或者多台按总线式配置,方便与上位监控计算机通讯。具有智能化处理能力,有回波抑制功能,抗干扰能力强。仪表具有防爆功能,可以带到现场操作。通过对不同天线的选择,达到抗腐蚀性要求。



二、工作原理及特性


雷达液位计是按“俯视式"时间形成测量原理进行工作的,用于测量探头安装处到液位表面的间距。其结构非常简单,主要由仪表外壳,过程连接和天线组成。

微波脉冲从天线出向被测介质表面发射,发射波在液面处呗反射,反射波被同一天线接收,发射及反射波束均被采样,经信号处理后得到过程连接处到被测介质表面的距离D,D正比于微波脉冲的时间行程T,即D=C*T2(C为光速)。因过程连接处到测量液位零点的距离E已知,由此可以算出液位高度L=E-D。

通常,雷达液位计采用工作频率为26GHz的微波脉冲信号,测量范围可达30M,并在30M范围内任意设定。其智能话程度很高,输出4~20mA标准模拟信号并叠甲HART协议数字通信信号。对于电流输出型,测量液位下限E点和测量液位上线F点分别对应输出4mA和20Ma。对于数字输出型,分别对应物位的0%和100%。 通过现场操作显示器可把E.F等若干参数输入雷达液位计,并存储在内部EPROM中,雷达液位计在E和F设定值之间进行测量。


三、测量系统

1.单点测量系统


单点测量系统如下图所示:

雷达液位计采用两线制24VDC供电,可以通过现场操作显示器进行现场组态。或者经过接口卡,将雷达液位计传出的模拟信号转变为数字信号,传送至上位监控PC机上进行远程组态。

通过PC机可以观察到测量曲线,看到有哪些干扰,干扰物在何位置及干扰幅度有多大,并可以启动干扰自动抑制功能,是测量精度更加可靠。


雷达液位计及其构成的测量系统概述


2.多路测量系统


多路测量系统如图3所示:

多个雷达液位计的模拟输出信号通过接口模块和转换器,进行数字转换及传送,然后连接到上位监控总线系统。上位监控PC通过总线,按接口模块的不同地址位与各个雷达液位计进行组态和数据传输。



3.多路数字测量系统


除了上面的4~20MA输出,雷达液位计也可以选择带数字输出接头的型号。将雷达液位计输出连接到现场总线上。采用具有数字输出的雷达液位计,在数据传输中能保证较高的测量精度,利用段耦合器将测量总线与输出总线进行电气上隔离,增加了系统的安全性和抗干扰性。


4.雷达液位计的量程选择


一般情况下可根据下面三种情况选择雷达液位计的量程

4.1 当储罐液体表面平稳时:对于介电常数小于1.4的介质,最大量程为5M;对于介电常数大于1.4小于4的介质,最大量程为10M;对于介电常数大于4小于10的介质,最大量程为15M;对于介电常数大于10的液体,最大量程为30M。

4.2 当储罐液体表面有纹波时:对于介电常数小于1.4的介质,最大量程为3M;对于介电常数大于1.4小于4的介质,最大量程为5M;对于介电常数大于4小于10的介质,最大量程为10M;对于介电常数大于10的液体,最大量程为15M。

4.3 在储罐内安装稳波管或者罐外安装旁通管时,由于雷达液位计发射的微波沿管壁向下传导,能量损失小,最大量程可以适当扩大。


四.安装方式


在安装时应注意:发射天线中心轴线与被测介质表面保持垂直,并与罐壁至少保证20CM的间距。避免安装在储罐中心位置,因为这样会使虚假回波增强。尽量避开进料口,搅拌器等干扰源;尽量避开震动,高压清洗及横向负载。雷达液位计可以采用螺纹或者法兰直接安装在罐顶部,也可以安装在导波管或者旁通管顶部。与传统液位计相比具有以下优点:

安装简便,安装费用低,在炼油厂罐区测量应用是,可以不用清罐,直接西永原油条件安装,节省时间和费用;

维护费用低,几乎免维护,要求备品备件少,节省劳动强度,提高生产效率;

智能化,精度高,工作可靠,功能强大。有自检,干扰抑制,随时显示,检查输出电流值,人工模拟输出液位计等功能。输出数字信号可以进行通讯,保证系统升级。


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