HWRD導波雷達物位計

1、測量原理

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L為：

L=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。

 

l 測量范圍：

說 明：

H----測量范圍

L----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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2、產品簡介

l 單纜或單桿式天線

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 Ga

測量范圍：液體30m，固體15米

頻    率：500MHz-1.8GHz

天    線：單纜或單桿式天線

測量精度：±3mm

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LCD

電    源：兩線制（DC24V）

/四線制（DC24V/AC220V）

外    殼：鋁

過程連接：螺紋/法蘭（選配）

l 全四氟密封纜式或桿式天線

適用介質：液體，特別是強腐蝕性的液體

應    用：酸類、堿類或其它腐蝕性介質測量

防爆認證：Exia IIC T6 Ga/ Exd ia IIC T6 Ga

測量范圍：20m

頻    率：500MHz-1.8GHz

天    線：全四氟密封纜式或桿式天線

測量精度：±10mm

過程溫度：（-40～180）℃

過程壓力：（-0.1～4）MPa

信號輸出：（4～20）mA/HART

現場顯示：四位LCD

電    源：兩線制（DC24V）

/四線制（DC24V/AC220V）

外    殼：鋁

過程連接：螺紋/法蘭（選配）

 

 

l 雙纜式天線

適用介質：固體粉料

應    用：水泥倉粉料的測量；粉煤灰粉料測量

防爆認證：Exia IIC T6 Ga/ Exd ia IIC T6 Ga

測量范圍：30m

頻    率：500MHz-1.8GHz

天    線：雙纜式天線

測量精度：±5mm

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LCD

電    源：兩線制（DC24V）

/四線制（DC24V/AC220V）

外    殼：鋁

過程連接：螺紋/法蘭（選配）

     

 

l 同軸管式天線

 

適用介質：液體，特別是低介電常數的液體

應    用：無離子水、脫氧水等液體的測量

防爆認證：Exia IIC T6 Ga/ Exd ia IIC T6 Ga

測量范圍：6m       

頻    率：500MHz-1.8GHz

天    線：同軸管式天線     

測量精度：±3mm

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LCD

電    源：兩線制（DC24V）

/四線制（DC24V/AC220V）

外    殼：鋁

過程連接：螺紋/法蘭（選配）

 

         

l 單桿或單纜式

適用介質：液體，特別是高溫高壓環境里的液體

應   用：密封罐，壓力較大的液體測量

防爆認證：Exia IIC T6 Ga/ Exd ia IIC T6 Ga

測量范圍：6m  

頻    率：500MHz-1.8GHz

天    線：單桿或單纜式  

測量精度：±10mm

過程溫度：（-40～400）℃

過程壓力：（-0.1～40）MPa

信號輸出：（4～20）mA/HART

現場顯示：四位LCD

電    源：兩線制（DC24V）

/四線制（DC24V/AC220V）

外    殼：鋁

過程連接：螺紋/法蘭（選配）

 

 

 

3、安裝指南

下述的安裝指南適用于纜式和桿式測量固體粉料或液體。

 

l 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。

 

 

l 右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

 

 

 

 

 

 

l 右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。

l 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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l 纜繩所受下拉力：

 

當加料和出料時，介質對纜式探頭將產生下拉力，下拉力的大小取決于下列因素：

1. 纜繩長度             

2. 物料的密度             

3. 儲倉的直徑             

4. 纜繩的直徑

 

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。

 

4、儀表尺寸 （單位：mm）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5、編程調試

導波雷達系統可以通過三種方式調試：

1.   通過調試軟件HBSOFT

2.   通過HART手持編程器

1.   通過顯示調整模塊PM

2.   通過調試軟件SOFT

3.   通過HART手持編程器

 

l 手持編程器（PM）

 

PM編程器由6個按鍵和一個液晶顯示屏，可以顯示調整菜單和參數設置。其功能相當于一個分析處理儀表。

 

 

 

 

 

l 通過SOFT軟件調試

無論那種信號輸出，4…20mA/HART，雷達傳感器都可以通過軟件進行調試。采用SOFT軟件進行儀表調試，需要一個儀表CONNECTCAT驅動器。

 

 

 

 

 

 

 

 

使用軟件調試的時候，給雷達物位計加電24VDC，同時在連接HART適配器前端加一個250歐姆的電阻。如果一體式HART電阻（內部電阻250歐姆）的供電儀表，就不需要附加外部電阻，HART適配器可以和4…20mA線并聯。

l 通過HART手持編程器

通過HART手持編程器只能調整雷達物位計的測量范圍及4…20mA對應值。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6、技術參數

基本參數         工作頻率：500MHZ-1.8GHZ                  測量范圍：纜式：0-30m；桿式：0-6m 重 復 性：±1mm 分 辨 率：1mm 采    樣：回波采樣55 次/s 響應速度：＜0.2S（根據具體使用情況而定） 輸出電流信號：4-20mA 精    度：±3mm

通訊接口         HART 通訊協議

過程連接         G1½″ A螺紋，法蘭DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250

過程壓力         -0.1~4Mpa

電    源         24VDC(±10%)，紋波電壓：1Vpp 耗電量：max 22.5mA

環境條件         溫度 -40℃～+70℃

防護等級         IP67

防爆等級         Exia IIC T6 / Exd ia IIC T6 Ga

兩線制接線       儀表供電和信號輸出共用一根兩芯屏蔽電纜線 電纜入口：2個M20 * 1.5 (電纜直徑5--9mm)