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雷達液位計原理及使用方法

雷達液位計采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線發(fā)射出電磁波,這些波經(jīng)被測對象表面反射后,再被天線接收,電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比,關(guān)系式如下:

D=CT/2 式中 D——雷達液位計到液面的距離 C——光速

T——電磁波運行時間

雷達液位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間,而電磁波的傳輸速度為常數(shù),則可算出液面到雷達天線的距離,從而知道液面的液位。 在實際運用中,雷達液位計有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計,功耗大,須采用四線制,電子電路復(fù)雜。而采用雷達脈沖波技術(shù)的液位計,功耗低,可用二線制的24V DC供電,容易實現(xiàn)本質(zhì)安全,準(zhǔn)確度高,適用范圍更廣。

VEGAPULS雷達液位計采用脈沖微波技術(shù),其天線系統(tǒng)發(fā)射出頻率為6.3GHz、持續(xù)時間為0.8ns的脈沖波束,接著暫停278ns,在脈沖發(fā)射暫停期間,天線系統(tǒng)將作為接收器,接收反射波,同時進行回波圖像數(shù)據(jù)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設(shè)計,無可動部件,不存在機械磨損,使用壽命長。

(2)雷達液位計測量時發(fā)出的電磁波能夠穿過真空,不需要傳輸媒介,具有不受大氣、蒸氣、罐內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點,能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測量。

(3)雷達液位計幾乎能用于所有液體的液位測量。電磁波在液位表面反射時,信號會衰減,當(dāng)信號衰減過小時,會導(dǎo)致雷達液位計無法測到足夠的電磁波信號。導(dǎo)電介質(zhì)能很好地反射電磁波,對VEGAPULS雷達液位計,甚至微導(dǎo)電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。介電常數(shù)大于1.5的非導(dǎo)電介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0)也能夠保證足夠的反射波,介電常數(shù)越大,反射信號越強。在實際應(yīng)用中,幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。

(4)采用非接觸式測量,不受罐內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。 (5)測量范圍大,*大的測量范圍可達0~35m,可用于高溫、高壓的液位測量。

(6)天線等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料,抗腐蝕能力強,能適應(yīng)腐蝕性很強的環(huán)境。

(7)功能豐富,具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。輸入液面的實際液位,軟件能自動地標(biāo)識出液面到天線的虛假回波,排除這些波的干擾。

(8)參數(shù)設(shè)定方便,可用液位計上的簡易操作鍵進行設(shè)定,也可用HART協(xié)議的手操器或裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機在遠程或直接接在液位計的通信端進行設(shè)定,十分方便。

3. 雷達液位計安裝的注意事項

雷達液位計能否正確測量,依賴于反射波的信號。如果在所選擇安裝的位置,液面不能將電磁波反射回雷達天線或在信號波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給雷達液位計,雷達液位計都不能正確反映實際液位。因此,合理選擇安裝位置對雷達液位計十分重要,在安裝時應(yīng)注意以下幾點:

(1)雷達液位計天線的軸線應(yīng)與液位的反射表面垂直。

(2)罐內(nèi)的攪拌器、罐壁的黏附物和階梯等物體,如果在雷達液位計的信號范圍內(nèi),會產(chǎn)生干擾的反射波,影響液位測量。在安裝時要選擇合適的安裝位置,以避免這些因素的干擾。

(3)喇叭型的雷達液位計的喇叭口要超過安裝孔的內(nèi)表面一定的距離

(>10mm)。棒式液位計的天線要伸出安裝孔,安裝孔的長度不能超過100mm。對于圓型或橢圓型的容器,應(yīng)裝在離中心為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頂?shù)闹行奶?,否則雷達波在容器壁的多重反射后,匯集于容器頂?shù)闹行奶?,形成很強的干擾波,會影響準(zhǔn)確測量。

(4)對液位波動較大的容器的液位測量,可采用附帶旁通管的液位計,以減少液位波動的影響。

安裝完畢以后,可以用裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機觀察反射波曲線圖,來判斷液位計安裝是否恰當(dāng),如不恰當(dāng),則進一步調(diào)整安裝位置,直到滿意為止。

對于有些安裝位置無法避免的干擾波,還可利用VEGAPULS 雷達液位計識別虛假波的功能,液位計能根據(jù)實際液位標(biāo)識出干擾反射波,并存于雷達液位計的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫,使雷達液位計在數(shù)據(jù)處理時能識別這些干擾波,去除這些干擾反射波的影響,保證測量的準(zhǔn)確性。

4. 雷達液位計的維護

雷達液位計主要由電子元件和天線構(gòu)成,無可動部件,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)的有機物會在雷達液位計的喇叭口或天線上結(jié)晶,對它們只要定期檢查和清理即可,維護量少。

在日常維護中,可以用 PC機(裝有VEGA Visual Operating軟件)遠程觀察反射波曲線圖,對于后來可能新產(chǎn)生的干擾波,可以利用液位計有識別虛假波的功能,除去這些干擾反射波的影響,保證準(zhǔn)確測量。


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