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由于现场环境恶劣,随着时间推移,天线会堆积污物、水汽等,26GHz天线小,附加天线罩可大大改善因污物、水汽造成的影响;6GHz天线大,加天线罩很困难。且仪表较沉重,清理困难。 智能料位计是26GHz方向性好,很多恶劣工况,可通过简单隔离,将料位计装在容器外进行测量。
智能料位计在一些直径小而高度并不是很高的小型罐的应用中,6GHz天线长(300-400mm)无形中了盲区(大约600mm),另外由于6GHz方向性差(开角大)在小罐中会产生多径反射;而26GHz频率高,天线短,方向性好,克服了6GHz的缺点,适用于小罐测量。
基本原理
雷达波是一种特殊形式的电磁波,雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似,传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源,遇到障碍物易于被反射,被测介质导电性越好或介电常数越大,回波信号的反射效果越好。
雷达波的频率越高,发射角越小,单位面积上能量(磁通量或场强)越大,波的衰减越小,雷达料位计的测量效果越好。
发射-反射-接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收,雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。
即:h= H–vt/2
式中 h为料位;H为槽高; v为雷达波速度;t为雷达波发射到接收的间隔时间
雷达料位计测量料位的技术:
(1)回波处理新技术的应用
从雷达料位计的测量原理可以知道,雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的,在反射信号中混合有许多干扰信号,所以,对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为雷达料位计能够准确测量的关键因素。
(2)测量数据处理:
由于液面波动和随机噪声等因素的影响,检测信号中必然混有大量噪声。为了提高检测的准确度,对检测信号进行处理,尽可能消除噪声。
经过大量的实验验证,采用数据平滑方法可以达到满意的效果。此方法也可有效的克服罐内搅拌器对测量的影响。
(3)雷达料位计的特点:
由于雷达料位计采用了上述的回波处理和数据处理技术,加上雷达波本身频率高,穿透性能好的特点,所以,雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更加优良的性能。
①可在恶劣条件下连续准确地测量。
②操作简单,调试方便。
③准确安全且节省能源。
④无需维修且可靠性强。
⑤几乎可以测量所有介质。
安装应注意的问题
(1)当测量液态物料时,传感器的轴线和介质表面保持垂直;当测量固态物料时,由于固体介质会有一个堆角,传感器要倾斜一定的角度。
(2)尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。特别要避免在距离天线近的1/3锥形发射区内有障碍装置(因为障碍装置越近,虚假反射信号越强)。若实在避免不了,建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度,使传感器较容易地将虚假信号滤出。
(3)要避开进料口,以免产生虚假反射。
(4)传感器不要安装在拱形罐的中心处(否则传感器收到的虚假回波会增强),也不能距离罐壁很近安装,佳安装位置在容器半径的1/2处。
(5)要避免安装在有很强涡流的地方。如:由于搅拌或很强的化学反应等,建议采用导波管或旁通管测量。
(6)若传感器安装在接管上,天线从接管伸出来。喇叭口天线伸出接管至少10mm。棒式天线接管长度大100或250mm。接管直径小250mm。可以采取加大接管直径的方法,以减少由于接管产生的干扰回波。
(7)关于导波管天线:导波管内壁一定要光滑,下面开口的导波管达到需要的低液位,这样才能在管道中进行测量。传感器的类型牌要对准导波管开孔的轴线。若被测介电常数小于4,需在导波管末端安装反射板,或将导波管末端弯成一个弯度,将容器底的反射回波折射走。
注意事项
● 雷达料位计对于安装空间有一定的要求
● 注意介质的介电常数,并依据介电常数的大小选择适合的型号
雷达料位计是根据发射-反射-接收的原理进行工作的。雷达料位计的天线以波束的形式发射小5.8GHz的雷达信号。当发射脉冲碰到被测介质表面时,一部分能量被反射回来,并被同一天线接收。通过时间扩展技术原理,可计算出发射脉冲和接收脉冲的时间间隔,从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离。在结构上,雷达料位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示、故障报警等几部分组成。
由于雷达料位计采用了上述的回波处理和数据处理技术,加上雷达波本身所具有的频率高,穿透性能好的特点,使得雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更为优良的性能,能够在复杂恶劣多工况下使用。
(1)测量准确,安全可靠。
(2)操作简单、调试方便。
(3)需维修,节约能源。
(4)适应性强,测量范围广。
雷达料位计安装注意事项
1、安装时应避开进料口,以防止进料反射的虚假信号影响测量。
2、确保电磁波传播路径上没有梯子、横管或填充流等,同时也要注意避免受到罐壁的干扰。
3、避免将雷达料位计安装在高而窄的容器的中心位置。
4、喇叭天线末端要伸进容器内至少10mm,以避免接管末端的强反射。
5、为防仪表受损,安装时请注意避开振动、高压清洗及横向负载。
6、雷达料位计多天线安装应垂直于界面以防损坏仪表,且其与罐壁距离应大于发射角波束区域,但为了防止虚假回波,应避免安装在拱型罐中心。
7、当雷达料位计安装于锥型底部的槽罐时,应注意将天线对准槽底,这会带来一定测量误差,但可实现对料位多完整测量,又能克服锥型底引起的虚假回波。
8、采用加接管安装时,天线轴线应垂直于物料表面,同时加大接管直径,以减少接管产生的干扰回波。天线伸入罐应足够长,以足够的回波。
9、在测量粉尘浓度较高场合的料位时,为防止粉尘挂料对天线造成影响,建议加装防尘罩或吹扫装置。
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