雷達(dá)液位計(jì)工作原理及使用安裝方法
雷達(dá)液位計(jì)可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域，其原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安裝方便等特點(diǎn)，被各種工況所使用，那么對(duì)于雷達(dá)液位計(jì)的原理，有哪些優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)等，佑富小編一一作了如下介紹。
雷達(dá)液位計(jì)的工作原理是發(fā)射—反射—接收是雷達(dá)液位計(jì)的基本工作原理。
雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號(hào)，發(fā)射波在被測(cè)物料表面產(chǎn)生反射，反射回來的回波信號(hào)仍由天線接收。發(fā)射及反射波束中的每一點(diǎn)都采用超聲采樣的方法進(jìn)行采集。信號(hào)經(jīng)智能處理器處理后得出介質(zhì)與探頭之間的距離，送終端顯示器進(jìn)行顯示、報(bào)警、操作等。微波測(cè)距示意圖如圖所示。
工作原理：雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些電磁波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比；
關(guān)系式如下：
D——雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離
C——電磁波傳輸速度
T——電磁波運(yùn)行時(shí)間
雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間T，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)C，則可計(jì)算出雷達(dá)天線到液面的距離D=½（C*T）；容器高度L是恒定的，得出物料高度H=L-D.
雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)
1.雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，無可動(dòng)部件，不存在機(jī)械磨損，使用壽命長(zhǎng)；
2.采用非接觸式測(cè)量，不受被測(cè)介質(zhì)的密度、濃度等物理特性的影響；
3.電磁波能夠穿過真空，不受大氣、揮發(fā)霧、空間等環(huán)境因素影響；
4.測(cè)量范圍大，***大的測(cè)量范圍可達(dá)70m，覆蓋絕大多數(shù)使用場(chǎng)合；
5.天線等關(guān)鍵部件采用精密尖端的材料，抗腐蝕能力強(qiáng)，能適應(yīng)腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境；
6.功能豐富，具有排除虛假干擾的濾波功能；
雷達(dá)液位計(jì)的優(yōu)勢(shì)
1.安裝方便：雷達(dá)液位計(jì)安裝一般采用頂部安裝方式，僅需在頂部預(yù)留一個(gè)安裝接口即可，節(jié)約設(shè)備建造成本和施工時(shí)間！
2.使用壽命長(zhǎng)：雷達(dá)液位計(jì)采用非接觸式測(cè)量方法，傳感器不與介質(zhì)直接接觸，避免因介質(zhì)造成的腐蝕、磨損等情況；
3.符合衛(wèi)生行業(yè)要求：采用非接觸式測(cè)量方法，避免與介質(zhì)直接測(cè)量；傳感器部分均采用316L和PTFE材質(zhì)；
4.穩(wěn)定可靠：雷達(dá)液位計(jì)不存在機(jī)械部件，避免了傳統(tǒng)磁性液位計(jì)、壓力型液位計(jì)因機(jī)械部件原因造成的故障，節(jié)約維護(hù)成本；
5.通用性強(qiáng)：雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用范圍廣泛，使用條件在此款雷達(dá)液位計(jì)使用條件內(nèi)時(shí)，可任意調(diào)換使用地點(diǎn)使用環(huán)境；
通過以上幾個(gè)小知識(shí)點(diǎn)，相信對(duì)于雷達(dá)液位計(jì)已經(jīng)有足夠的了解啦，但在使用中也會(huì)遇到種種問題，使用中的問題，歡迎隨時(shí)與佑富工作人員聯(lián)系，以便于及時(shí)解決問題。
4、雷達(dá)液位計(jì)安裝要求及注意事項(xiàng)
5、雷達(dá)液位計(jì)的故障處理
1、雷達(dá)液位計(jì)的組成
雷達(dá)液位計(jì)是由發(fā)射器頭(TH)與天線組成。發(fā)射器頭一般是通用的,同系列雷達(dá)液位計(jì)間可以互換。天線有多種形式,從而形成多種型號(hào)的雷達(dá)液位計(jì)。發(fā)射器頭由表體和電子單元(THE)組成。電子單元由微波單元、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)通信、電源及瞬變保護(hù)電路板等構(gòu)成。
雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射能量很低的極短的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。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極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和準(zhǔn)確的測(cè)量。即使工況比較復(fù)雜的情況下,存在虛假回波,用先進(jìn)的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波輸入天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路,微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理,識(shí)別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成,精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比:
D=CxT2其中C為光速因空罐的距離E已知,則物位L=ED輸出通過輸入空罐高度E(=零點(diǎn)),滿罐高度F(=滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定,應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4-20mA輸出
智能雷達(dá)物位計(jì)適用于對(duì)液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量,適用于溫度、壓力變化大;有惰性氣體及揮發(fā)存在的場(chǎng)合。
采用微波脈沖的測(cè)量方法,并可在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)正常工作。波東能量較低,可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi),對(duì)人體及環(huán)境均無害。即使工況比較復(fù)雜的情況下,存在虛假回波,用先進(jìn)的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。舉例說明1、SAAB雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量系統(tǒng)是由RTG液位計(jì)、FCU現(xiàn)場(chǎng)通訊單元、RTL/2現(xiàn)場(chǎng)總線、DAU現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集單元、多點(diǎn)溫度計(jì)MST(RTD測(cè)溫元件Pt100等組成,如圖1所示,通過FCU與DCS通訊。
2、雷達(dá)液位計(jì)工作原理
調(diào)頻連續(xù)波(FMCW測(cè)量原理。如圖2所示,雷達(dá)液位計(jì)向液體表面發(fā)射微波,而約為10GH帶寬的微波信號(hào)連續(xù)地改變頻率。在雷達(dá)信號(hào)被液面反射后,回波被天線接收。由于信號(hào)頻率不斷變化,與此時(shí)發(fā)射的信號(hào)相比,回波的頻率稍微有所不同。頻率的差異與到達(dá)液面的距離成比例,因此可得到空高。罐高減去空高,即為液位值。該方法稱為調(diào)頻連續(xù)波方法。并用于所有高性能雷達(dá)液位計(jì)。(另一種為微波脈沖時(shí)間行程(PTOF)測(cè)量原理:D=c/2
3、雷達(dá)液位計(jì)的標(biāo)定
液位測(cè)量值與手檢尺值有偏差時(shí),需要對(duì)液位計(jì)進(jìn)行修正,即液位計(jì)的標(biāo)定
如果工藝反應(yīng)儀表液位指示與實(shí)際液位有偏差需要進(jìn)行液位標(biāo)定時(shí),應(yīng)首先由工藝人員對(duì)罐液位進(jìn)行手工檢尺,為保證檢尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,應(yīng)在靜罐情況下進(jìn)行三次獨(dú)立的測(cè)量,三次檢尺數(shù)據(jù)的平均值作為液位修正的參考值
舉例說明,對(duì)于PRO和REX系列的雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行液位標(biāo)定,首先需要將安裝了 Tank Master調(diào)試軟件的電腦通過FBM和FCU相連,開機(jī)進(jìn)入調(diào)試軟件界面,標(biāo)定方法有三種。
雷達(dá)液位計(jì)投用前應(yīng)對(duì)罐的參考高度依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行準(zhǔn)確量值的偏差有規(guī)律可循,即總是偏高或偏低相同數(shù)值,則應(yīng)考慮罐的參考高度設(shè)置有誤,如果總是偏高△L,則新的罐參考高度值=原參考高度值-△L,如果總是偏低△L,則新的罐參考高度值=原參考高度值+△L,修改罐參考高度的方法:選中雷達(dá)液位計(jì)右鍵,選擇 Tank Distance進(jìn)入,可以看到 Tank Preference Hight項(xiàng),輸入新的罐參考高度值,在確認(rèn)罐高設(shè)置正確的情況下,利用 WinSetup的 Calibrate功能進(jìn)行標(biāo)定，選中要標(biāo)定的雷達(dá)液位計(jì)右鍵,選擇 Calibrate進(jìn)入,在打開的窗口中點(diǎn)擊 Calibration data選項(xiàng),彈出如下窗口,進(jìn)行多點(diǎn)標(biāo)定:在 Hand Dipped Level欄輸入手檢尺液位值,在 SAAB Level欄輸入雷達(dá)測(cè)量值,點(diǎn)擊 Refresh按鈕,然后點(diǎn)擊 Save calibrationdata in PCdatabase,在之后打開的窗口中點(diǎn)擊 Write newcalibration data to rtg
4、雷達(dá)液位計(jì)安裝要求及注意事項(xiàng)
1)薦距離(1)墻至安裝短管的外壁
(2)離罐壁為罐直徑1/6處,ZUI小距離為200mm。
(3)不能安裝在入料口的上方。
(4)如果不能保持儀表與罐壁的距離,罐壁上的介質(zhì)會(huì)黏附造成虛假回波,在調(diào)試儀表的時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ)。
(5)測(cè)量范圍從波束觸及罐底的那一點(diǎn)開始計(jì)算,但在特殊情況下,若罐底為凹型或錐形,當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測(cè)量若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí),罐底可見,此時(shí)為保證測(cè)量精度,建議將零點(diǎn)定在低高度為C的位置。理論上測(cè)量達(dá)到天線頂端的位置是可能的,但是考慮到腐蝕及粘附的影響,測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的頂端至少100mm。對(duì)于過溢保護(hù),可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。ZUI小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。隨濃度不同,泡沫既可以吸收微波,又可以將其反射,但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。
(6)測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算,但在特殊情
(7)理論上測(cè)量達(dá)到天線頂端的位置是可能的,但是考慮到腐蝕及粘附的影響,測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖頂端至少100
(8)對(duì)于過溢保護(hù),可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上,ZUI小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。
(9隨濃度不同,泡沫既可以吸收微波,又可以將其反射,但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。
5、雷達(dá)液位計(jì)的故障處理
(1)查檢供電是否正常。
(2)查檢通訊是否正常。通過安裝了雷達(dá)調(diào)試軟件的手提電腦、FBM(雙向調(diào)制/解調(diào)器)接入FCU2160現(xiàn)場(chǎng)通訊單元),可以在操作界面上讀取雷達(dá)的所有數(shù)據(jù),發(fā)射波、反射波強(qiáng)度,雷達(dá)問題,還可以拿著這些到雷達(dá)頭處接入信號(hào)線,以判斷故障所在,這樣處理可以排除信號(hào)線的故障。
(3）如果罐底部有管道、支架，會(huì)對(duì)雷達(dá)波開甩漫反射，所以在無液位或液位較低時(shí),顯示不正常時(shí),待工藝液位正常后,重啟一下會(huì)有顯示。在工藝進(jìn)油時(shí),如果產(chǎn)生了蒸汽,也會(huì)形成漫反射而使液位失靈,溫度正常后會(huì)自動(dòng)恢復(fù)
(3）如果罐底部有管道、支架，會(huì)對(duì)雷達(dá)波開甩漫反射，所以在無液位或液位較低時(shí),顯示不正常時(shí),待工藝液位正常后,重啟一下會(huì)有顯示。在工藝進(jìn)油時(shí),如果產(chǎn)生了蒸汽,也會(huì)形成漫反射而使液位失靈,溫度正常后會(huì)自動(dòng)恢復(fù)
(4)對(duì)輕污油罐優(yōu)先考慮天線結(jié)晶、沾污可能。處理必須二人以上,拆下雷達(dá)前必頒佩戴合適的防護(hù)器具;在罐頂拆下的螺栓妥善放好,勿使滑落傷人;斷電后抬起雷達(dá)傾斜放下,注意輕拿輕放,不使天線受損;用抹布擦去結(jié)晶或油污,不要讓天線彎曲切忌鐵器刮擦,以免破壞天線表皮
(5)如仍不能恢復(fù)正常,可以用好的雷達(dá)板卡甚至是底板、天線與之調(diào)換。調(diào)換前要做好記號(hào)并且要斷電,上電并進(jìn)行必要的組態(tài)后,即可進(jìn)行測(cè)試,以判定哪一塊板卡出了問題。
(6)查看診斷信息。若出現(xiàn)故障,可通過檢查其故障代碼,進(jìn)行診斷和處理。如果仍不能解決問題,則要聯(lián)系或咨詢生產(chǎn)廠家專業(yè)技術(shù)維修人員作進(jìn)一步檢查。