水泥倉料位計(jì)
江蘇奧科儀表有限公司
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大家知道,物位測量在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的作用。它通過實(shí)時(shí)監(jiān)控指定儲罐內(nèi)物料的使用情況,可以確保各工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的用料平衡和生產(chǎn)的安全進(jìn)行。
隨著科技的進(jìn)步,尤其是傳感器技術(shù)、集成電路芯片設(shè)計(jì)工藝以及物位測量算法的發(fā)展,物位測量技術(shù)也取得重大進(jìn)展,一大批多功能、高精度的物位測量儀表涌現(xiàn)出來。按不同物位計(jì)采用的不同測量原理劃分,有浮力式、壓力式、超聲式、雷達(dá)式物位計(jì)等等。在這些種類繁多的物位計(jì)中,雷達(dá)式物位計(jì)無疑是技術(shù)zui為先進(jìn),也是zui為復(fù)雜的。那么,雷達(dá)物位計(jì)是怎樣工作的呢?這里針對雷達(dá)物位計(jì)工作原理淺析如下:
與超聲波物位計(jì)類似,雷達(dá)物位計(jì)的工作原理同樣采用發(fā)射—反射—接收的工作模式,所不同的是雷達(dá)物位計(jì)將超聲波物位計(jì)使用的超聲波換為了射頻信號。雷達(dá)物位計(jì)的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號,發(fā)射波在被測物料表面產(chǎn)生反射,反射回來的回波信號仍由天線接收。電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到物料的距離成正比,通過雷達(dá)物位計(jì)記錄的電磁波的發(fā)射與接收時(shí)間,可以推算出實(shí)際的物位值。
水泥倉料位計(jì)產(chǎn)品分類
雷達(dá)物位計(jì)按工作方式可分為接觸式雷達(dá)物位計(jì)和非接觸式雷達(dá)物位計(jì),具體如下:
1、非接觸式(射空雷達(dá))雷達(dá)物位計(jì)
非接觸式雷達(dá)物位計(jì)常用喇叭或桿式天線來發(fā)射與接收微波,儀表安裝在料倉頂部,不與被測介質(zhì)接觸,微波在料倉上部空間傳播與返回。
非接觸式雷達(dá)物位計(jì),按照微波的波形又可分為脈沖雷達(dá)物位計(jì)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)。
2、接觸式雷達(dá)物位計(jì)
接觸式雷達(dá)物位計(jì)一般采用金屬波導(dǎo)體(桿或鋼纜)來傳導(dǎo)微波,儀表從倉頂安裝,導(dǎo)波直達(dá)倉底,發(fā)射的微波沿波導(dǎo)體外部向下傳播,在到達(dá)物料面時(shí)被反射,沿波導(dǎo)體返回發(fā)射器被接收。
這種可以通過導(dǎo)波線或?qū)РU直接接觸所測物料來測量的接觸式雷達(dá)物位計(jì),主要是導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì),根據(jù)其采用的金屬波導(dǎo)體不同,又可進(jìn)一步細(xì)分為:纜式(單/雙)、桿式(單/雙)和同軸導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)。
相比接觸式雷達(dá)物位計(jì),非接觸式雷達(dá)物位計(jì)具有安裝簡單、維護(hù)量少、使用方式靈活、不受到倉內(nèi)粉塵、溫度等因素的影響等優(yōu)點(diǎn),是近年來發(fā)展zui快的一種測量儀器。
技術(shù)原理
1、脈沖雷達(dá)物位計(jì)
脈沖雷達(dá)物位計(jì)將發(fā)射微波脈沖,以光速(在空氣中)傳播,碰到被測介質(zhì)表面(介電常數(shù)必須大于傳播介質(zhì)的介電常數(shù)),部分微波被反射回來(反射量取決于料面平整度/介電常數(shù)大小),被同一天線接收,介質(zhì)的反射量(率)越大,信號就越強(qiáng),越好測量;反射量(率)越小,信號就越弱,越容易受干擾。準(zhǔn)確的識別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔△t,從而進(jìn)一步計(jì)算出天線到被測介質(zhì)表面的距離D。
脈沖雷達(dá)原理圖
2、調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)
FMCW雷達(dá)用24GHZ作為測量基頻(載頻),2GHZ為調(diào)節(jié)頻寬,整個(gè)掃描時(shí)間為7ms,完成一次線性掃描,信號發(fā)射后,經(jīng)過一定的時(shí)間延遲后,接受到回波信號。在線性掃頻中產(chǎn)生的時(shí)間差,將正比例液位距離,由于有許多反射波,將所有的回波時(shí)間進(jìn)行快速傅立葉(FFT)變換,將時(shí)間信號轉(zhuǎn)換成有一定能量的頻譜,視頻譜比較高和比較陡的信號為有用信號。
調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)原理圖
3、導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)
導(dǎo)波雷達(dá)發(fā)出高頻微波脈沖沿著探測組件(鋼索或者鋼管)傳播,當(dāng)遇到被測介質(zhì)時(shí),由于介電常數(shù)突變,引起發(fā)射,一部分脈沖能量被發(fā)射回來。發(fā)射脈沖與反射回來的脈沖的時(shí)間間隔與被測介質(zhì)的距離成正比。
三、應(yīng)用區(qū)別
雷達(dá)物位計(jì)的應(yīng)用范圍很廣泛,涵蓋了電力、鋼鐵、冶金、水泥、石油化工、造紙、食品等領(lǐng)域,但是應(yīng)用不同原理的雷達(dá)物位計(jì),其解決的應(yīng)用工況也各有不同。
脈沖雷達(dá)物位計(jì)一般可以用于大部分應(yīng)用場合,主要針對圓柱形、35米以內(nèi)罐體介質(zhì)的液位測量;但對于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲罐,就需要使用導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)進(jìn)行測量;而針對大量程、粉塵較大的容器或儲罐,就必須使用能量大、抗干擾能力強(qiáng)的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)。
選型參數(shù)表
罐/容器信息
儲罐類型:
□儲罐 □ 反應(yīng)罐 □ 分離罐 □ 船用儲罐
儲罐結(jié)構(gòu): □ 罐材質(zhì): □壓力: m
罐尺寸: □ 罐高度: m □直徑: m
罐頂: □ 拱頂式 □ 平頂式 □ 敞口式 □ 錐頂式
罐底: □ 錐底 □ 平底 □ 斜坡底 □ 弧形底
安裝: □ 頂部安裝 □ 側(cè)面安裝
□旁通管安裝 □ 導(dǎo)波管安裝
罐頂安裝接管(重要信息)
接管高度 mm 接管直徑 mm
測量介質(zhì)
介質(zhì)名稱: □ 液體 □ 固體 □ 混合介質(zhì)
介質(zhì)溫度: ℃ 介電常數(shù): m
掛 料: □ 是 □ 否
攪 拌: □ 是 □ 否
過程連接
螺 紋:(□ G1?″ □ 1?″NPT)法蘭(DN= ) 法蘭(ANSI= )
電 源:
□ 24V DC兩線制 □ 24V DC 四線制 □ 220V AC四線制
輸 出: □ 4-20mA □ HART
顯 示: □ 帶表頭顯示編程 □ 不帶表頭顯示編程
安裝指導(dǎo):
下述安裝指導(dǎo)適用于桿式和纜式探頭,管式探頭測量與安裝方式無關(guān)。
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(shí),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:
安裝時(shí)注意探頭距離障礙至少200mm。
3、干擾的祛除:
a、干擾回波抑制:軟件可實(shí)現(xiàn)對干擾回波的抑制,從而達(dá)到理想測量效果;
b、旁通管及導(dǎo)波管(僅適用于液體)對于粘度不打于500cst,可采用旁通管,導(dǎo)波管或管式來避免干擾。
4、液體標(biāo)準(zhǔn)安裝:
對于粘度≤500cst且不易產(chǎn)生粘附的介質(zhì),管式探頭是理想方案,其特點(diǎn)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(dǎo)電性無關(guān);
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zui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(shí),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),可選用桿式探頭套一個(gè)塑料套管進(jìn)行測量。