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技術(shù)文章

雷達(dá)物位計的工作原理和特點

閱讀:5519發(fā)布時間:2021-9-16

雷達(dá)物位計是一種微波物位計,它是微波(雷達(dá))定位技術(shù)的一種運(yùn)用。它是通過一個可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發(fā)射能量波,能量波在波導(dǎo)管中傳輸,能量波遇到障礙物反射,反射的能量波由波導(dǎo)管傳輸至接收裝置,再由接收裝置接收反射信號。根據(jù)測量能量波運(yùn)動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進(jìn)行處理,終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號。


能量輻射水平低,該設(shè)備使用能量波的是脈沖能量波(頻率一般比智能雷達(dá)物位計低)。一般脈沖能量波的大脈沖能量為1mW左右(平均功率為1μW左右),不會對其他設(shè)備以及人員造成輻射傷害。


二、適用范圍及特點:


導(dǎo)波微波物位儀表用于對液體、漿料及顆粒料等介電常數(shù)比較小的介質(zhì)的進(jìn)行接觸連續(xù)測量,適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場合。


(1) 雷達(dá)物位計 采用一體化設(shè)計,無可動部件,不存在機(jī)械磨損,使用壽命長。


(2)雷達(dá)物位計測量時發(fā)出的電磁波能夠穿過真空,不需要傳輸媒介,具有不受大氣、蒸氣、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點,能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測量。


(3)雷達(dá)物位計幾乎能用于所有液體的液位測量。電磁波在液位表面反射時,信號會衰減,當(dāng)信號衰減過小時,會導(dǎo)致雷達(dá)液位計無法測到足夠的電磁波信號。導(dǎo)電介質(zhì)能很好地反射電磁波,對MAT雷達(dá)液位計,甚至微導(dǎo)電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。介電常數(shù)大于1.5的非導(dǎo)電介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0)也能夠保證足夠的反射波,介電常數(shù)越大,反射信號越強(qiáng)。在實際應(yīng)用中,幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。


(4)采用非接觸式測量,不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。


(5)測量范圍大,大的測量范圍可達(dá)0~35m,可用于高溫、高壓的液位測量。


(6)天線等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料,抗腐蝕能力強(qiáng),能適應(yīng)腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境。


(7)功能豐富,具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。輸入液面的實際液位,軟件能自動地標(biāo)識出液面到天線的虛假回波,排除這些波的干擾。


(8)參數(shù)設(shè)定方便,可用液位計上的簡易操作鍵進(jìn)行設(shè)定,也可用HART協(xié)議的手操器或裝有MAT軟件的 PC機(jī)在遠(yuǎn)程或直接接在液位計的通信端進(jìn)行設(shè)定,十分方便。


雷達(dá)物位計的原理


雷達(dá)物位計采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計的天線發(fā)射出電磁波,這些波經(jīng)被測對象表面反射后,再被天線接收,電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比,關(guān)系式如下:


D=CT/2


式中 D——雷達(dá)液位計到液面的距離;C——光速;T——電磁波運(yùn)行時間。


雷達(dá)物位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間,而電磁波的傳輸速度為常數(shù),則可算出液面到雷達(dá)天線的距離,從而知道液面的液位。


三、雷達(dá) 液位計 安裝的留意事項


雷達(dá)液位計能否準(zhǔn)確丈量,依靠于反射波的信號。假如在所選擇安裝的位置,液面不能將電磁波反射回雷達(dá)天線或在信號波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給雷達(dá)液位計,雷達(dá)液位計都不能準(zhǔn)確反映實際液位。因此,公道選擇安裝位置對雷達(dá)液位計十分重要,在安裝時應(yīng)留意以下幾點:


(1)雷達(dá)物位計天線的軸線應(yīng)與液位的反射表面垂直。


(2)槽內(nèi)的攪拌閥、槽壁的黏附物和蹊徑等物體,假如在雷達(dá)液位計的信號范圍內(nèi),會產(chǎn)生干擾的反射波,影響液位丈量。在安裝時要選擇合適的安裝位置,以避免這些因素的干擾。


(3)喇叭型的雷達(dá)液位計的喇叭口要超過安裝孔的內(nèi)表面一定的間隔(》10mm)。棒式液位計的天線要伸出安裝孔,安裝孔的長度不能超過100mm。對于圓型或橢圓型的容器,應(yīng)裝在離為1/2R(R為容器半徑)間隔的位置,不可裝在圓型或橢圓型的容器頂?shù)奶?,否則雷達(dá)波在容器壁的多重反射后,匯集于容器頂?shù)奶?,形成很?qiáng)的干擾波,會影響正確丈量。


(4)對液位波動較大的容器的液位丈量,可采用附帶旁通管的液位計,以減少液位波動的影響。


安裝完畢以后,可以用裝有MAT軟件的 PC機(jī)觀察反射波曲線圖,來判定液位計安裝是否恰當(dāng),如不恰當(dāng),則進(jìn)一步調(diào)整安裝位置,直到滿足為止。




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