您现在的位置:首页 » 服务支持 » 技术园地 » 如何选择雷达物位计
技术园地
产品搜索
关键字
分类
新闻推荐更多新闻
订阅邮件

如何选择雷达物位计

2012-04-11 10:00:04 点击数:

物位是工业生产过程控制的重要测量参数之一,主要有固体物料的物位测量和液体物料的液位测量。固体物料种类繁多,有块料、颗粒状、粉料,这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段,如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式等测量方法,由于测量时仪表和物料是接触的,在使用过程中往往会出现各种问题,如电容的挂料;重锤的断锤、埋锤;音叉的堵料等,且日常的维护量很大。到20世纪90年代,开始采用非接触的物位测量,较早成熟的非接触的测量技术有超声波技术和核辐射技术(γ射线),核辐射技术因有放射源,在应用上受到限制。

    超声波技术近几年来发展很快,是目前应用最广泛的非接触式测量方法,特别在液位测量。但超声波必须借助于空气传播,而空气的温度、湿度、组分等的变化会影响超声波传播速度,空气中的粉尘也将衰减超声波的传播信号;当前超声波物位测量仅用于测量块料或颗粒状的物料,对粉仓料位的测量,由于粉仓料位表面在下料时非常疏松,对超声波信号有较强的衰减,故至今还没有测粉仓料位成功的先例。

    九十年代末期,在过程检测领域出现了高性能、低价格的微波物位计即雷达物位计(雷达料位计),所谓微波是电磁波,其频率范围为300MHz300GHz, 微波的传播速度为3x108m/s, 如设频率为5.8GHz, 在大气中波长约为52mm,其穿透力强,传播速度不受粉尘、蒸汽及介质组分的影响,传播衰减也很小;对被测固体物料除要求其介电常数ε>1.8外,物料的温度、压力、密度等几乎不影响对其准确的测量;现有雷达物位计(雷达料位计)在天线设计和形状确保了接受回波的能量;另外现场调试也十分简单,通过专用的软件,能把正确的回波迅速找到,并立即换算为物位值。由于比超声波物位计(超声波料位计)有其更卓越的性能,近几年来,雷达物位计(雷达料位计)迅速、大量进入了过程检测仪表的市场,在各行业普遍使用。尤其在水泥行业的物位测量几乎全部由雷达物位计(雷达料位计)占领,据统计近几年来新设计的大型水泥厂和粉磨站的各类库和仓近90%采用了各种类型的雷达物位计(雷达料位计)。成都市地坤机械设计研究所生产的UL系列雷达物位计(雷达料位计),其性能已达到或超过国外同类产品的水平,且价格低廉,已成功应用在水泥、建材、钢铁、矿山、石油、石化等行业,用户反应其使用效果非常好。

选购常识:

1.脉冲型和调频连续波雷达的选择

用于物位测量的雷达物位计(雷达料位计)通常分为两类:脉冲型雷达(Pulse)和调频连续波雷达(FMCW)。脉冲型雷达 物位计(雷达料位计), 其工作模式与超声物位计相似,天线周期地发射微波脉冲,并接收物料面回波,同时对回波信号进行分析处理,确认有效回波,据之计算物位。精确度约为0.20.3%F.S.。由于其频率较低(6.3GHz),并且在天线结构设计时充分考虑了冷凝、积料等影响,还能利用超声波物位计(超声波料位计)中的回波信号处理,在有搅拌器等复杂工况中也能识别有效回波,价格相对也较便宜, 一般中档以下的过程控制仪表都采用脉冲型雷达物位计(雷达料位计)都用此方式。

调频连续波型雷达物位计(雷达料位计)(FMCW):天线发射的微波是频率被线性调制的连续披,当回波被天线接收到时,天线发射频率已经改变。根据回波与发射波的频率差可以计算出物料面的距离。FMCW方式测量线路较复杂,价格较高,但测量精确度较高,可以达0.1%F.s.,甚至更高。同时干扰回波也较易去除,所以一般较高端的产品都采用调频连续波型雷达物位计(雷达料位计)

2.测量颗粒状物料的仪表选型

    颗粒状物料,如大块矿石、石灰石、原煤、页岩等,储存在仓库里都存在物料的安息角,但也有反射介面。根据入料和卸料所形成的物料安息角和表面情况,在确定有效量程后,建议采用非接触型的雷达物位计(雷达料位计),即带有棒形或 喇叭形天线的料位计。如用接触型的雷达物位计(雷达料位计),会产生对缆绳较大的下拉力,造成事故。根据 相关行业用户的反馈信息,喇叭形天线的料位计回波更强,精确度更高(±0.2~±1% F.S,常用型号为UL53UL54

3.测量粉状物料或介电常数很低的塑料粒子(如聚乙烯)的仪表选型

    对于粉状物料,非常难测其料位。在库里的粉料表面非常疏松,微波反射相当困难,为此建议采用接触型雷达物位计(雷达料位计),也可选用大法兰的带有 喇叭天线的非接触型雷达物位计(雷达料位计),较典型的产品为成都市地坤机械设计研究所生产的UL31缆式导波雷达物位计(雷达料位计),它实际上是把缆绳既当天线又作导波管,合二为一,微波脉冲从探头发出后沿缆绳传播,当脉冲遇到物料表面时会被反射回来,其量程可达35m,被测物料的介电常数ε最低为1.6,另外缆绳的耐磨和忍受的最大下拉力,能满足各类粉料库的检测要求。目前已有许多水泥厂 、电厂用缆式导波雷达物位计(雷达料位计)测量水泥库和粉煤灰库的料位,取得较好的效果。

4.导波雷达物位计(雷达料位计)的仪表选型

    导波式雷达物位测量技术是微波物位计的一种变型,英文名称是Time Domain Reflectometry(时域反射法)或简称TDR,俗称导波雷达,通常采用脉冲波方式工作。与调频连续波或脉冲型雷达物位计不同点在于微波脉冲不是通过空间传播,而是通过一根(或两根)从罐顶伸入、直达罐底的导波体传播。导波体可以是金属硬杆或柔性金属缆绳。微波脉冲沿杆或缆的外侧向下传播,在被测物料表面上被反射,回波被天线接收,由发射脉冲与回波脉冲的时间差即可计算出传播距离。它可以测量的范围包括液体和固体的物位,以及非导电液体与导电液体的分界面。

    和调频连续波或脉冲型雷达物位计一样,反射信号的强度取决于被测物料的介电率或导电率。但导波式可以测量更低介电率的物料。其导波体由单根的金属杆或缆、或单根或两根平行的杆或缆、或同轴管构成。

    双杆()及同铀管式导波体由于电场能量集中,易受外部结构影响,可以测量较低介电常数的介质(ε10.5)。但在杆之间(或管内部)容易积料,积料上会产生虚假回液,故主要用于液体介质。

单杆()式可以用于液体介质,而且因为不易积料,也可以用于粉状或颗粒状固态物料。

导波式微波物位计虽然丧失了非接触的优点,但在下列应用领域有其独特优势:

  (1)低介电常数的液体,如:液化气、轻质汽油等,尤其在石化行业的炼制过程中,经常会碰到液化气球罐和沥青罐的液位测量,但由于液化气的介电常数εr1.9,而沥青由于粘度过大且其高温蒸汽容易在测量仪表上产生挂料现象,在这种工况下,解决的方法不多。如果用普通调频连续波或脉冲型雷达物位计,因其介电常数低、反射信号弱导致不能稳定工作,也必须加导波管来集中能量,一样是接触式。而导波式价格低,工作更稳定,安装也方便。

  (2)同时测量油罐中的泊位及油-水界位或类似场合。但必须注意,上层液体必须是非导电的,下层液体必须是导电的或介电常数较大的。

  (3)测量固态物位,特别是粉状物位或介电常数很低的塑料粒子(如聚乙烯)的物位。与超声波及普通调频连续波或脉冲型雷达物位计相比,工作稳定可靠。

  (4)高温、高压的物位测量。如锅炉汽包及加热器水位。这种高温、高压同时存在的场合能解决的手段不多,通常是用浮筒液位计(电动或气动)。但由于有活动部件,工作可靠性受影响。但导波式雷达物位计己能做到耐高压34.5MPa(20)。同时耐高温高压的可达到200(29MPa),450(13.5MPa)。由于其探头部分就是同轴金属管,所以结构简单,价格低,是电子式浮筒液位计更新换代产品。

    虽然导波式微波物位计是接触式的,但价格较低,又有上述优点,所以也作为一种受欢迎的测量方法得到发展。生产厂家也逐渐增多,主要有Dikun(成都市地坤机械设计研究所)E+HMagnetrolK-Tek等。

5.二线制和四线制的选择

目前使用的雷达物位计(雷达料位计)大多是一体化的产品,由二线制供电,可直接接控制系统的模块,输出420mA的模拟信号,可节省大量电缆。

四线制技术比二线制技术有更高的信噪比,因此它有比较大的测量范围并且能够应用于恶劣的工况。因此在二线制仪表无法满足要求的恶劣且复杂的工况下,可以考虑采用四线制仪表。

不管是二线制还是四线制仪表,都可提供HART数字信号和各种协议的现场总线的数字通信功能,和计算机监控系统连接非常方便,既可在现场调试;也可用PC机在控制室调试,如组成FCS系统还可在操作员站调试

公司微博 深圳海泉版权所有 2004-2017 All Rights Reserved Powered by hyking 手机访问
专注德国E+H仪表20年,E+H仪表现货销售中心,提供物位,压力,流量,分析,温度仪表销售及运维服务。 粤ICP备16122212号

在线客服
  • 在线联系

    德国E+H

    德国VEGA

    Tecofi阀门

  • 淘宝报价