雷達(dá)物位儀表引用國外技術(shù)

中環(huán)天儀物位事業(yè)部生產(chǎn)射頻導(dǎo)納、 超聲波、 雷達(dá)(微波)三大系列物位儀表!

其中雷達(dá)(微波)物位儀表采用西門子核心部件組裝,分別為雷達(dá)(微波)TDL-1200型、雷達(dá)(微波)TDL-1250型、雷達(dá)(微波)TDL-1260型、雷達(dá)(微波)TDL-1460型;

雷達(dá)(微波)TDL-1200型:

產(chǎn)品用途:

該產(chǎn)品應(yīng)用于化工、石化、食品、制藥等行業(yè)。

適用于液體、儲罐和過程容器等。

尤其適用于防腐和衛(wèi)生型工況(可選PTFE桿式天線)

產(chǎn)品參數(shù):

采用西門子核心部件組裝。5.8GHz脈沖雷達(dá)，兩線制供電回路。

最大量程20米，精度為滿量程0.1%或10mm。

工作溫度為-40℃~200℃，最大壓力5MPa。

認(rèn)證:CE，CSA, FM, ABS，F(xiàn)CC，R&TTE，ATEX，PED，Exia ⅡCT4

雷達(dá)(微波)TDL-1250型:

產(chǎn)品用途:

應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。

適用于液體、帶攪拌的儲罐和過程容器等。

尤其適用于帶蒸汽液體、高溫以及低介電常數(shù)介質(zhì)。

產(chǎn)品參數(shù):

采用西門子核心部件組裝。25GHz脈沖雷達(dá)，兩線制供電回路。

最大量程20米，精度為滿量程0.1%或5mm。

工作溫度為-40℃~150℃，最大壓力5MPa。

認(rèn)證:CE，CSA, FM, ABS，F(xiàn)CC，R&TTE，ATEX，PED，Exia ⅡCT4

雷達(dá)(微波)TDL-1260型:

產(chǎn)品用途:

應(yīng)用于水泥、電力、冶金、石油、化工、煤炭、食品、采礦等行業(yè)。

適用于固體料倉。

尤其適用于高粉塵、高溫高濕工況(可選吹掃裝置、防塵罩和導(dǎo)波管)。

產(chǎn)品參數(shù):

采用西門子核心部件組裝。25GHz脈沖雷達(dá)，兩線制供電回路。

先進(jìn)的回波處理軟件，集成瞄準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)配置。

最大量程30米，精度為滿量程0.1%或5mm。

工作溫度為-40℃~150℃，最大壓力5MPa。

認(rèn)證:CE，CSA, FM, ABS，F(xiàn)CC，R&TTE，ATEX，PED，Exia ⅡCT4

雷達(dá)(微波)TDL-1460型:

產(chǎn)品用途

應(yīng)用于水泥、電力、冶金、石油、化工、煤炭、食品、采礦等行業(yè)固體料倉物位測量,尤其適用于高粉塵、高溫高濕工況(可選吹掃裝置、防塵罩和導(dǎo)波管)。

產(chǎn)品參數(shù):

采用西門子核心部件組裝。25GHz脈沖雷達(dá)，四線制供電回路。

現(xiàn)場智能回波處理軟件，集成瞄準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)配置。

最大量程100米，精度為滿量程0.1%或5mm。

工作溫度為-40℃~200℃，最大壓力5MPa。

認(rèn)證:CE，CSA, FM, ABS，F(xiàn)CC，R&TTE，ATEX，PED，Exia ⅡCT4

ZYHS系列傳感器是先進(jìn)的雷達(dá)式物位測量儀表，測量距離最大35米,可以用于存儲罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量， 輸出4…20mA模擬信號。

ZYHS系列應(yīng)用 :存儲或過程容器腐蝕性的液體、漿料、固體比如:水液儲罐,酸堿儲罐,漿料儲罐,固體顆粒,小型儲油罐。

測量范圍 :20米

過程連接 :法蘭

介質(zhì)溫度 :-40-150℃

過程壓力 :-1.0-20bar

重復(fù)性 :± 2mm

精度 :< 0.1%

頻率范圍 :6.8GHz

防爆/防護(hù)等級 :Exia II CT6/IP67

信 號 輸 出 : 4…20mA/HART(兩線)

適應(yīng)各種存儲容器或過程計(jì)量環(huán)境，液體、漿料、固體，比如:原油、輕油儲罐,原煤、粉煤倉位,揮發(fā)性液體儲罐,焦碳料位,漿料儲罐,固體顆粒

測量范圍 :35米

過程連接 :法蘭

過程溫度 :-40-250℃

過程壓力 :-1.0-40bar

重復(fù)性 :± 2mm

精度 :< 0.1%

頻率范圍 :6.8GHz

防爆/防護(hù)等級 :Exia II CT6/IP67

信 號 輸 出 :4…20mA/HART(兩線)

發(fā)射天線中心軸線與被測物料表面保持垂直，井與罐壁至少保證30cm的間距。天線嗽叭的前端應(yīng)伸入料罐內(nèi)部，以減少由于安裝接管和設(shè)備間焊逢所造成的發(fā)射能量損失。避免安裝于槽的中心位置，因?yàn)檫@樣會使虛假回波增強(qiáng)。不要安裝在加料口的上方，主要為防止加料時(shí)可能產(chǎn)生幅度比被測液面反射擊的有效回波大得多的虛假回波。

當(dāng)測量帶有攪拌順的容器液面時(shí)，應(yīng)盡量避開攪拌器攪拌時(shí)所形成的渦旋區(qū)，以盡可能地消除不規(guī)則液面對微波信號散射所造成的衰減。

當(dāng)儲罐制造材料的介電常數(shù)小于7，如纖維強(qiáng)化玻璃、聚乙烯、聚丙烯或無鉛玻璃等，肯壁厚適中時(shí)，可安裝于儲罐外部。若介質(zhì)儲槽為球形容器時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)波管或旁通管方式安裝，這樣可以消除由容器形狀所帶來的多重回波的干擾。提高信噪比。

在測量介電常數(shù)較小的介質(zhì)(如液化氣、汽油、柴油、變壓器油等)時(shí)，因這些介質(zhì)會對微波產(chǎn)生相對較大的衰減，為提高反射能量以確保測量精度，也應(yīng)該用導(dǎo)波管方式安裝。

在選型時(shí)，應(yīng)充分考慮被測物料的具體情況。根據(jù)過程壓力及溫度選擇對應(yīng)的連接法蘭:根據(jù)量程及介質(zhì)的介電常數(shù)、搖晃或渦旋及泡沫等，決定天線尺寸，量程越大、介電常數(shù)越低，則天線尺寸應(yīng)該越大;如測量場合為強(qiáng)腐蝕性，應(yīng)選用表面涂覆PTFE的桿式天線測量系統(tǒng);如測量場合為高溫(超過200℃)、高壓時(shí)，應(yīng)選用帶天線延伸管的高溫型和高壓型;若介質(zhì)易冷凝則可選用帶屏蔽管的桿式天線系統(tǒng);對于食器、衛(wèi)生行業(yè)來說，還有衛(wèi)生型產(chǎn)品可供選擇。

非接觸物位測量中，雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用近年來獲得快速發(fā)展。超聲波物位計(jì)中換能器是眼睛，而雷達(dá)物位計(jì)中高頻頭和天線是眼睛，回波處理是物位計(jì)的大腦。雷達(dá)物位計(jì)繼承了超聲波物位計(jì)的回波處理技術(shù)。

雷達(dá)物位計(jì)發(fā)出的電磁波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計(jì)應(yīng)用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為最小回波幅度(在最惡劣條件下回波幅度)比最大噪聲幅度(虛假回波、多徑反射波等的幅度)?；夭ㄙ|(zhì)量數(shù)值越大，物位計(jì)應(yīng)用效果越好。

回波強(qiáng)度主要受以下因素影響

傳播介質(zhì)介電常數(shù)越穩(wěn)定越有利于傳播。雷達(dá)波是電磁波，電磁波在傳播過程中不受傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響，只與其介電常數(shù)有關(guān)。這是雷達(dá)技術(shù)與超聲波技術(shù)的重大區(qū)別。

被測介質(zhì)表面越平整，其介電常數(shù)越大越有利于回波反射。

所以考慮現(xiàn)場工況時(shí)，應(yīng)特別注意這兩個(gè)方面:(1)天線到被測介質(zhì)間空氣介電常數(shù)的分布(2)被測介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。

雷達(dá)物位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:不受空氣波動影響，隨距離衰減小，穿透力強(qiáng)。

雷達(dá)的局限性:1)影響雷達(dá)的性能是介電常數(shù)，理論上在真空中雷達(dá)衰減極小，當(dāng)空氣中存在對雷達(dá)衰減物質(zhì)，例如:含高介電性的粉塵粉末(石墨，鐵合金等)，水蒸氣很大，測量距離和效果要受影響。2)被測介質(zhì)的揮發(fā)氣體會在天線上聚集，水蒸汽會在天線上聚結(jié)，此時(shí)，會影響雷達(dá)波發(fā)射，嚴(yán)重時(shí)雷達(dá)波不能發(fā)出。3)被測介質(zhì)的介電常數(shù)不能太小。4)盡管溫度和壓力對雷達(dá)影響極小，但雷達(dá)天線是由材料做成，雷達(dá)可適應(yīng)溫度和壓力的范圍與使用的材料和密封結(jié)構(gòu)有關(guān)。

雷達(dá)物位計(jì)目前已成為市場上的主流產(chǎn)品，而低頻率雷達(dá)物位計(jì)盡管具有價(jià)格相對低廉的優(yōu)點(diǎn)，但在主要應(yīng)用領(lǐng)域中，屬于逐漸被淘汰的產(chǎn)品。從超聲波物位計(jì)的應(yīng)用中得知，要獲得比較好的回波，換能器工作頻率大約40KHz，波長大約9mm，這時(shí)發(fā)射波的開角為7°-8°。工作頻率越高，其開角越小，但其量程較小。與超聲波類比，雷達(dá)物位計(jì)要獲得上述效果的回波，其工作頻率應(yīng)為26GHz，此時(shí)，其波長為11mm。當(dāng)用口徑為100mm的喇叭時(shí)，可獲得7°-8°開角的發(fā)射波。若雷達(dá)工作頻率是6GHz，則相當(dāng)于超聲波的工作頻率為10KHz。而工作頻率為10kHz的超聲波物位計(jì)在物位測量中各項(xiàng)指標(biāo)都很不理想，特別不適于固體料位的測量。與低頻率雷達(dá)相比，高頻雷達(dá)有以下優(yōu)點(diǎn):

1)高頻雷達(dá)物位計(jì)(主要指26GHz和24GHz)具有能量高，波束角小(一般Φ95的喇叭天線的波束角為8o，而6GHz低頻脈沖雷達(dá)的喇叭天線直徑為Φ246時(shí)，波束角為15o)，天線尺寸小，精度高等優(yōu)點(diǎn)。

2)26GHz雷達(dá)波長11mm，6GHz雷達(dá)波長50mm，雷達(dá)測量散裝料位時(shí)，雷達(dá)波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強(qiáng)度與物料大小成正比，與波長成反比，而大部份散裝料直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50mm，這就是為什么目前26GHz雷達(dá)是散裝料物位測量的最佳選擇。

3)在一些直徑小高度矮的小罐應(yīng)用中， 6GHz雷達(dá)天線長(300-400mm)無形中增大了盲區(qū)(大約600mm)，由于6GHz雷達(dá)方向性差(開角大)在小罐中會產(chǎn)生多徑反射;26GHz雷達(dá)頻率高頻，天線短，方向性好，克服了6GHz雷達(dá)的缺點(diǎn)，適用于小罐測量。

4)由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，隨著時(shí)間推移，雷達(dá)天線會堆積污物、水汽等，26GHz雷達(dá)天線小，加天線罩可大大改善污物、水汽影響;6GHz雷達(dá)天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理困難。

5)由于26GHz雷達(dá)方向性好，很多惡劣工況，可通過簡單隔離，將雷達(dá)裝在容器外進(jìn)行測量。

目前，26GHz雷達(dá)物位計(jì)的價(jià)格已與6GHz雷達(dá)物位計(jì)價(jià)格相當(dāng)，這更促進(jìn)了26GHz雷達(dá)物位計(jì)的應(yīng)用。 可以預(yù)見，6GHz雷達(dá)物位計(jì)市場占有率會大大降低。隨著技術(shù)的進(jìn)步，我們期待更高頻率(如:90GHz)、更小開角(如:2°，3°)、更小體積的雷達(dá)物位計(jì)的面世。我們將在此領(lǐng)域中不懈地努力，將雷達(dá)物位測量做到極致。

導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)--非接觸雷達(dá)物位測量的補(bǔ)充

導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)發(fā)射脈沖電磁場，以導(dǎo)波纜為中心100mm為半徑，沿纜向前傳播，遇介質(zhì)返回。除有非接觸雷達(dá)的特點(diǎn)以外，導(dǎo)波雷達(dá)方向性好，頻率低(500M-1GHz)穿透性好。缺點(diǎn)是顯然的，尤其在固體測量中，調(diào)試維修都不方便，經(jīng)常會磨損，甚至斷纜?？衫脤?dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)低頻的穿透性實(shí)現(xiàn)某些特殊應(yīng)用。如:油水界面;以及利用纜的末端反射測量介電常數(shù)非常小的粉末(除塵粉倉)粉位測量等。

在高溫、高壓工況條件下，導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)與脈沖(非接觸)雷達(dá)物位計(jì)相比更具優(yōu)勢。脈沖雷達(dá)天線由不銹鋼和PTFE構(gòu)成，而PTFE最高使用溫度200°，最高壓力4MP。當(dāng)導(dǎo)波雷達(dá)用不銹鋼和陶瓷構(gòu)成時(shí)，最高使用溫度400°，最高壓力40MP。

超聲波物位儀表，是測量液態(tài)和粉粒狀材料的液面和裝載高度的工業(yè)自動化儀表，是一種非接觸式物位儀表，與雷達(dá)物位儀表一起稱為物位儀表的兩大主流。超聲波物位儀表的傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位儀表的應(yīng)用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為最小回波幅度（在最惡劣條件下回波幅度）比最大噪聲幅度（虛假回波、多徑反射回波等的幅度）?；夭ㄙ|(zhì)量數(shù)值越大，物位計(jì)應(yīng)用效果越好。超聲波物位儀表的傳感器高頻（40-70KHz）工作時(shí)，傳感器的尺寸小，盲區(qū)小，方向性好，精度高，但其聲波衰減快，傳播介質(zhì)（空氣）波動時(shí)穿透性差，測距較小。傳感器低頻（10-20KHz）工作時(shí)，傳感器尺寸大，盲區(qū)大，方向性不好，精度低，其優(yōu)勢是聲波衰減慢，傳播介質(zhì)（空氣）波動時(shí)穿透性較好，測距稍遠(yuǎn)。