701導波雷達物位計

所屬分類：導波雷達物位計
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發布日期：2020-04-15 15:21

詳細介紹

1、測量原理

原理：
導波雷達發出的高頻微波脈沖沿著探測組件（鋼纜或鋼棒）傳播，遇到被測介質，由于介電常數突變，引起反射，一部分脈沖能量被反射回來。發射脈沖與反射脈沖的時間間隔與被測介質的距離成正比。
特點：
由于采用了先進的微處理器和獨特的choDiscovery回波處理技術，導波雷達物位計可以應用于各種復雜工況。
多種過程連接方式及探測組件的型式，使得60X系列導波雷達物位計適用于各種復雜工況及應用場合。如：高溫、高壓及小介電常數介質等。
采用脈沖工作方式，導波雷達物位計發射功率極低，可安裝于各種金屬、非金屬容器內，對人體及環境均傷害。
說明：
導波雷達是基于時間行程原理的測量儀表，雷達波以光速運行，運行時間可以通過電子部件被轉換成物位信號。探頭發出高頻脈沖并沿纜式或桿式探頭傳播，當脈沖遇到物料表面時反射回來被儀表內的接收器接收，并將距離信號轉化為物位信號。
反射的脈沖信號沿纜式或桿式探頭傳導至儀表電子線路部分，微處理器對此信號進行處理，識別出微波脈沖在物料表面所產生的回波。正確的回波信號識別由脈沖軟件完成，距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程T成正比：
D=C×T/2
其中C為光速
因空罐的距離E已知，則物位●為：
●=E-D
通過輸入空罐高度E（=零點），滿罐
高度F（=滿量程）及一些應用參數來
設定，應用參數將自動使儀表適應測
量環境，對應于4－20mA輸出。

測量范圍：
說明：
H----測量范圍
●----空罐距離
B----頂部盲區
E----探頭到罐壁的最小距離
頂部盲區是指物料最高料面與測量參考點之間的最小距離。
底部盲區是指纜繩最底部附近無法精確測量的一段距離。
頂部盲區和底部盲區之間是有限測量距離。

注意：
只有物料處于頂部盲區和底部盲區之間時，才能保證罐內物位的可靠測量。

適用介質：液體，固體粉料
應    用：液體及固體粉狀測量，復雜過程條件
防爆認證：Exia IIC T6 Ga/ Exd ia IIC T6 Gb
測量范圍： 30m
頻    率：500MHz-1.8GHz
天    線：單纜或單桿式天線
測量精度：±10mm
過程溫度：（-40～250）℃
過程壓力：（-0.1～4）MPa
信號輸出：（4～20）mA/HART
現場顯示：四位●CD  可編程
電    源：兩線制（DC24V）
/四線制（DC24V/AC220V）
外    殼：鋁/ 塑料
過程連接：螺紋/法蘭（選配）

3、安裝指南
在整個量程范圍內確定纜或棒不要接觸到內部障礙物，因此安裝時應盡可能避開罐內設施，如：人梯、限位開關、加熱設備、支架等。另外需注意纜或棒不得與加料料流相交。
安裝儀表時還需注意：最高料位不得進入測量盲區；儀表距離罐壁必須保持一定的距離；儀表的安裝盡可能使纜或棒的方向與被測介質的表面垂直。安裝在防爆區域內的儀表必須遵守國家防爆危險區的安裝規定。本安型的外殼采用鋁殼。本安型儀表殼安裝在有防爆要求的場合，儀表必須接大地。

下述的安裝指南適用于纜式和桿式測量固體粉料或液體。
● 安裝位置：
Ø 盡量遠離出料口和進料口。
Ø 金屬罐在整個量程范圍內不碰罐壁及罐底。
Ø 建議安裝在料倉直徑的1/4或1/6處，與罐壁的最小距離為測量范圍的1/10。
Ø 纜式或桿式探頭離罐壁最小距離≥300mm。
Ø 探頭底部距罐底≥30mm。
Ø 探頭距罐內障礙物最小距離≥200mm。
Ø 如果容器底部是錐型的，可以安裝罐頂中央。

● 下圖為桿式雷達物位計安裝圖，主要用于液體液位的測量
特點：

Ø 可以測量介電常數≥1.8的任何介質。
Ø 一般用于測量粘度≤500cst而且不容易產生粘附的介質。
Ø 桿式雷達最大量程可以達到6米。
Ø 對蒸汽和泡沫有很強的穿透能力，測量不受影響。
Ø 泡沫較大的液體測量環境，應選擇單桿式導波雷達物位計測量

● 下圖為雙纜式雷達物位計安裝圖，主要用于低介電常數液體液位及低介電常數輕質固體粉料位的測量
特點：
Ø 介電常數比較小的液體及輕質固體粉料可以采用雙纜式測量方式，以保障良好的準確測量。
Ø 可以測量介電常數≥1.6的任何介質。
Ø 一般用于測量粘度≤500cst而且不容易產生粘附的介質。
Ø 雙纜式雷達物位計最大量程可以達到30米。

● 安裝方法

Ø 合理安裝能確保儀表長期可靠而精確的測量：

導波雷達物位計可采用螺紋連接，螺紋的長度不要超過15mm，還可以采用在短管上安裝。安裝短管直徑在2″至6″則安裝短管高度應≤100mm（螺紋及短管的長度越短，測量越穩定），若安裝短管較長，理想狀態應將短管割短，或底部固定纜式探頭及選用絕緣對中支架以避免纜式探頭與短管末端接觸。

Ø DN200或DN250的短管內安裝：
當導波雷達需要安裝于直徑大于200mm短管時，短管內壁產生回波，在介質介電常數低的情況下會引起測量誤差。因此，對于一個直徑為200mm或250mm的短管，需要選一個帶“喇叭接口”的特殊法蘭。

Ø 在塑料罐上安裝注意事項：
無論是纜式或桿式，若想導波雷達工作正常，過程連接表面應為金屬。當導波雷達裝在塑料罐上時，若罐頂也是塑料或其它非導電材質時，儀表需要配金屬法蘭，若采用螺紋連接，需配一塊金屬板。

Ø 干擾的優化

² 干擾回波抑制：軟件可實現對干擾回波的抑制，從而達到理想測量效果。
² 旁通管及導波管（僅適用于液體）對于粘度不大于500cst，可采用旁通管或導波管來避免干擾。

Ø 低介電常數液體的安裝

對于介電常數大于1.3，粘度≤500cst且不易產生粘附的介質，可將導波雷達安裝在導波管中測量，其特點如下：
² 卓越的可靠性、高精度
² 可用于介電常數≥1.3的任何介質，測量與介質的導電性無關
² 罐內障礙物及短管尺寸不影響測量

Ø 腐蝕性介質測量
如果測量腐蝕性介質，可選用桿式或纜式探頭套PTFE、PFA套管進行測量。

Ø 臥罐及立罐上的安裝

² 桿式探頭最長可到6米，對于測量距離超過6米的儲罐，可選用4mm纜式探頭
² 安裝及固定方式同固體粉倉測量
² 距罐壁的距離大于等于300mm，一定避免探頭接觸罐壁
² 選擇探頭長度時，注意探頭底部距罐底大于30mm
² 如果罐內障礙物比較多或過于靠近探頭傳感器時，可安裝導波管進行測量

Ø 注意事項

² 安裝在導波管中的導波雷達一般選用桿式探頭傳感器，安裝時桿式探頭上應安裝絕緣同心支架，保證桿式探頭與導波管同心，否則將產生很強的虛假回波。
² 當測量范圍超過桿式探頭導波雷達的最大測量范圍時，應選用纜式探頭的導波雷達，此時導波管的直徑應大于或等于6〞 (DN150)，否則將產生很強的虛假回波。

● 安裝正誤：

● 防潮：

4、儀表尺寸（單位：mm）

5、電氣連接

● 供電電壓
(4～20) mA/HART（兩線制）     供電電源和輸出電流信號共用一根兩芯屏蔽電纜線。具體供電電壓范圍參見技術數據。對于本安型須在供電電源與儀表之間加一個安全柵。

(4～20) mA/HART（四線制）     供電電源和電流信號分開，各自分別使用一根兩芯屏蔽電纜線。具體供電電壓范圍參見技術數據。

標準型儀表電流輸出可采用接地形式輸出。防爆型儀表電流
輸出必須浮空輸出。儀表及接地端子應保證良好接地，通常
接地可連接到罐的接地點上，若是塑料罐則應接到臨近的大
地上。
● 連接電纜的安裝
一般介紹                      供電電纜可使用普通兩芯電纜，電纜外徑應為（5~9）mm，
以確保電纜入口的密封。如果存在電磁干擾，建議使用屏蔽
電纜。

(4～20) mA/HART（兩線制）     供電電纜可使用普通兩芯電纜。

(4～20) mA/HART（四線制）     供電電纜應使用帶有專用地線的電纜線。

電纜的屏蔽和接線              屏蔽電纜兩端均應接地。在傳感器內部，屏蔽必須連接
內部接地端子。外殼上的外部接地端子必須連接大地。

如果有接地電流，屏蔽電纜遠離儀表一側的屏蔽端必須通過
一個陶瓷電容（比如：1nF/1500V）接地，以起到隔直和旁
路高頻干擾信號的作用。

● 連接方式
24V  兩線制接線圖如下：

220V 四線制接線如下圖：

● 防爆連接
本產品的防爆形式為本質安全型。防爆標志：Exia IIC T6。本安型導波雷達物位計采用壓鑄鋁外殼材料，電子部件采用膠封結構，從而確保電路部分故障時產生的火花不會泄放出來。本產品適用于Exia IIC T6 防爆等級以下可燃性介質的物位連續測量。
本產品使用時須用安全柵供電。FBS-2安全柵系本產品的關聯設備，防爆形式為本質安全型。防爆標志：[Exia] IIC ，供電電壓（21.6～26.4）V DC,短路電流為135mA,工作電流（4～20）mA。
所有電纜均要采用屏蔽電纜，從儀表到安全柵最大長度500m。分布電容≤0.1μF/km、分布電感≤1mH/km。儀表安裝時必須接大地。不得使用其它未經防爆檢驗的關聯設備。

● 安全指導
請遵守當地電氣安裝規程的要求！
請遵守當地對人員健康和安全的規程要求。所有對儀表電氣部件的操作必須由經過正規培訓的專業人員完成。
請檢查儀表的銘牌確保產品規格符合您的要求。請確保供電電壓與儀表銘牌上的要求一致。

● 防護等級
本儀表完全滿足防護等級IP66/67的要求，請確保電纜密封頭的防水性。如下圖：

如何確保安裝滿足IP67的要求：
請確保密封頭未受損。
請確保電纜未受損。
請確保所使用的電纜符合電氣連接規范的要求。
在進入電氣接口前，將電纜向下彎曲，以確保水不會流入殼體，見①
請擰緊電纜密封頭，見②
請將未使用的電氣接口用盲堵堵緊，見③

6、儀表調試

● 三種調試方法：
① 顯示/調試模塊（View Point）
② 上位機調試軟件
③ HART手持編程器

● 顯示/調試模塊
View Point是可以插接的顯示調試工具，通過View Point上的4個按鍵對儀表進行調試。調試菜單的語言可選。調試后，一般就只用于顯示，透過玻璃視窗可以非常清楚地讀出測量值。
顯示/按鍵
① 液晶顯示② 按鍵

● 上位機調試

通過HART與上位機相連

①  RS232接口／或USB接口
②  雷達物位計
③  HART適配器
④  250Ω電阻

● HART 手持編程器編程

① HART手持編程器
② 雷達物位計
③ 250Ω電阻

7、技術參數

一般數據
探測組材料
棒                                                不銹鋼316L/PTFE
纜                                                不銹鋼316L/PTFE
同軸                                            不銹鋼316L/PTFE
密封                                             Viton氟橡膠，Kalrez氟化橡膠
過程連接                                    不銹鋼316L
外殼                                            鋁,塑料,不銹鋼316L
                                                    鑄鋁，粉末圖層
外殼和外殼之間的密封            硅橡膠
外殼視窗                                    聚碳酸脂
接地端子                                    不銹鋼316L

供電電壓

兩線制
標準型                                          (16～36)V DC
本安型                                          (21.6～26.4)V DC
功耗                                               max.   22.5mA
允許紋波
- <100Hz                                       Uss < lV
- (100～100K)Hz                         Uss < l0mV

四線制              本安+隔爆                                   (22.8～26.4)V DC，(198～242)V AC
功耗                                             max. 1VA，1W

電纜參數
                       電纜入口／插頭                         1個 M20xl.5電纜入口（電纜直徑5～9mm）
                                                                            1個盲堵 M20xl.5
                       彈簧接線端子                             用于導線橫截面2.5mm²

輸出參數
輸出信號                                   (4～20)mA/HART
分辨率                                      1.6μA
故障信號電流輸出不變；20.5mA；22mA；3.9mA
兩線制負載電阻見下圖
四線制負載電阻最大500Ω
積分時間                                   (0～50)s，可調

特征參數
最大測量距離
701                                             30m/6m（纜/桿）
702                                             20m/6m（纜/桿）
703                                             30m/6m（纜/桿）
704                                             6 m
705                                             15m/6m（纜/桿）
測量間隔                                   約1s   （取決于參數設置）
調整時間                                   約1s   （取決于參數設置）
分辨率                                       1mm
準確度                                      ±10mm

工作存儲及運輸溫度                      (-40～80) ℃
過程溫度（天線部分的溫度）
701、704                                          (-40～250)℃
702                                                    (-40～200)℃
703                                                    (-40～150)℃
705                                                    (-200～400)℃
相對濕度                                          ＜95%
罐內壓力                                          Max. 40MPa
耐   震                                              機械震動l0m/s² , (10～150)Hz
最大拉力                                         見拉力示意圖
在測量固體介質的時候，拉力取決于容器直徑和物位，以下顯示的是一些典型介質產生的拉力。