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雷達(dá)料位測量原理和主要技術(shù)因素 :
雷達(dá)料位計(jì)是利用回波測距原理。發(fā)射天線向被測目標(biāo)發(fā)射微波,被測目標(biāo)的微波被接收天線接收,信號處理器將發(fā)射信號與接收信號比較,計(jì)算出被測距離,并可算出相應(yīng)的物位值。
微波脈沖來回傳播時(shí)間t由下式?jīng)Q定:
t= (1) ;
式中a—天線到被測目標(biāo)的距離;
c—微波傳播的速度(光速) 。
由于微波在傳播途徑上有衰減和干擾反射,故測量的關(guān)鍵是要能接收到反射回波,并識別出有效回波。接收的回波能量Pk可用簡化的雷達(dá)方程表示如下:
Pk=Pτx C x GiGtGr/r4 (2)
式中: Pτ—天線輻射功率;C ——- 經(jīng)驗(yàn)系數(shù),由經(jīng)驗(yàn)決定;Gi——- 由目標(biāo)表面介電特性及面積決定的反射增益;Gt,Gr—天線發(fā)射和接收效率;r—天線與目標(biāo)間的距離 ,料位計(jì)型號。
從式(2)知:接收的回波能量大小與天線的發(fā)射和接收效率以及天線輻射功率有關(guān),故雷達(dá)料位計(jì)的天線設(shè)計(jì)和形狀很關(guān)鍵關(guān)鍵,現(xiàn)有的天線除號角天線(喇叭口)和棒狀天線外,料位計(jì)型號,料位計(jì)型號,還有平面天線和拋物面天線,為用于介電常數(shù)較小的物料,將纜繩作為天線或安裝導(dǎo)波管,纜繩和導(dǎo)波管一直延伸到庫或倉底,由此來傳遞發(fā)送和接收的電磁波,增強(qiáng)了回波的信號。
音叉式料位開關(guān)還可以安裝在儲罐頂部來監(jiān)測儲罐中介質(zhì)的物位,這種情況下可根據(jù)要求提供一定長度的加長桿。料位計(jì)型號料位是水泥工業(yè)生產(chǎn)過程的主要測量參數(shù)之一,和其他行業(yè)不同,在水泥工業(yè)中主要是固體物料的物位測量,液位測量則很少。固體物料種類繁多,有塊狀、顆粒狀、粉狀,這些物料的介電常數(shù)、容重、溫度、水分含量也各不相同。接觸式測量是過去測量物位的主要手段,如電容式、重錘式、音叉式、阻旋式,攬式等測量方法,由于測量時(shí)儀表和物料是接觸的,在使用過程中往往會出現(xiàn)各種問題,如電容的掛料;重錘的斷錘、埋錘;音叉的堵料等,且日常的維護(hù)量很大。到20世紀(jì)末,水泥工業(yè)開始采用非接觸的物位測量,較早成熟的非接觸的測量技術(shù)有超聲波技術(shù)。輔料倉料位計(jì)圖片采用接觸測量,結(jié)果真實(shí)、準(zhǔn)確可靠;可水平、傾斜與垂直安裝,安裝使用方便。
粉狀物料的選型 :在水泥廠和粉磨站水泥庫一般有4~8個,在水泥廠還有生料均化庫和粉煤灰?guī)?,這些物料全是粉料,非常難測其料位。在庫里的粉料表面非常疏松,微波反射相當(dāng)困難,為此建議采用接觸型雷達(dá)料位計(jì),也可選用**蘭的帶有喇叭天線的非接觸型雷達(dá)料位計(jì)。
二線制 :目前使用的雷達(dá)料位計(jì)大多是一體化的產(chǎn)品,由二線制供電,可直接接控制系統(tǒng)的模塊,輸出4~20mA的模擬信號,可節(jié)省大量電纜;同時(shí)還提供HART數(shù)字信號和各種協(xié)議的現(xiàn)場總線的數(shù)字通信功能,和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接非常方便.
結(jié)論 :水泥廠的物位測量是水泥生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)一個重要組成部分,雷達(dá)料位計(jì)的應(yīng)用解除了人們對水泥廠的物位測量的疑慮,現(xiàn)有雷達(dá)料位計(jì)在品種、度、標(biāo)準(zhǔn)材料、耐壓、耐高溫、防爆等方面都能滿足水泥廠檢測和控制的要求。
雷達(dá)料位計(jì):雷達(dá)料位計(jì)工作原理和超聲波料位計(jì)類似,它發(fā)射的微波是一種電磁波,其傳播速度不受介質(zhì)的特性影響。它是利用電磁波回波測距原理來實(shí)現(xiàn)料位測量的。微波從天線出發(fā),到達(dá)被測目標(biāo)經(jīng)反射再被天線接收,按微波來回傳播時(shí)間來計(jì)算的距離反映了料位。一般有脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)2種。由于受粉塵、料面坡度及物料松散程度的影響,微波在傳輸過程中會有衰減,影響其準(zhǔn)確性和可靠性。某公司生產(chǎn)的纜式導(dǎo)波雷達(dá)可以解決傳統(tǒng)雷達(dá)料位計(jì)的上述缺點(diǎn)。它的原理是高頻脈沖從探頭發(fā)出后沿纜繩傳播,當(dāng)脈沖遇到料位表面時(shí)將會反射回來,由jieshouqi接收,信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成料位信號。由于微波沿纜繩傳播,脈沖的強(qiáng)度及方向性均不受粉塵及料面松散程度的影響。同時(shí)可通過軟件設(shè)計(jì)對干擾進(jìn)行yizhi。其傳播纜繩經(jīng)過耐磨性、下拉力試驗(yàn),可以適應(yīng)水泥廠的工況,此種料位計(jì)測量精度高,已在水泥廠成功應(yīng)用。但產(chǎn)品價(jià)格高使應(yīng)用范圍受限制。 雙重保護(hù)功能:過載保護(hù)功能避免葉片受過分外力而損壞電機(jī);自動保護(hù)功能,保護(hù)電機(jī)且有效延長其使用壽命。
導(dǎo)波式雷達(dá)料位計(jì)此為雷達(dá)料位計(jì)的一種變型,通常采用脈沖波方式工作。與雷達(dá)料位計(jì)不同微波脈沖不是通過空間傳播,而是通過1根(或2根)從倉頂伸入、直達(dá)倉底的導(dǎo)波體傳播。導(dǎo)波體可以是金屬硬桿或柔性金屬纜繩,微波脈沖沿桿或纜的外側(cè)向下傳播,在被測物料表面被反射,回波被天線接收,由發(fā)射與回波脈沖的時(shí)間差即可計(jì)算出傳播距離。
優(yōu)點(diǎn):與超聲波及雷達(dá)料位計(jì)相比,工作穩(wěn)定可靠;同雷達(dá)料位計(jì)一樣,反射信號的強(qiáng)度取決于被測物料的介電率或?qū)щ娐剩珜?dǎo)波式可以測量更低介電率的物料。
缺點(diǎn):雙桿(纜)及同軸管式導(dǎo)波體由于電場能量集中,易受外部結(jié)構(gòu)影響;在桿之間(或管內(nèi)部)易積料,產(chǎn)生虛假回波,影響測量效果;埋在物料中的纜繩由于物料重力會產(chǎn)生較大的下拉力,造成纜繩被拉斷等故障。 抗干擾 ,即安即用:由于其內(nèi)部沒有復(fù)雜的電子元件及其放大電路部分,不受任何電磁波干擾。輔料倉料位計(jì)圖片
雷達(dá)料位計(jì)是非接觸式測量或TDR導(dǎo)波式測量。料位計(jì)型號
雙纜式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)適用范圍及特點(diǎn): 導(dǎo)波微波物位儀表用于對煤炭、電力、水泥、石化等行業(yè)的液體、漿料及顆粒料等介質(zhì)的測量。 具有以下特點(diǎn) 1、精度高:測量精度<0.1% 2、免維護(hù):測量過程無可動部件,不存在機(jī)械部件損壞問題,無須維護(hù)。 3、抗干擾:接觸式測量,抗干擾能力強(qiáng),可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。 4、準(zhǔn)確可靠:信號沿著導(dǎo)波管傳輸-可消除假回應(yīng)信號,減少信號丟失。 主要技術(shù)參數(shù): 工作頻率:100MHZ~1.8GHZ 測量范圍:0~30米(超過6m采用纜式) 測量精度:±1mm、重 復(fù) 性: ±2mm 過程溫度:-40~250℃ 過程壓力:<6.0MPa 過程連接:螺紋或者法蘭 輸出信號:4~20mA、4~20mA疊加HART協(xié)議 供電電壓:24V DC 防爆認(rèn)證:Exia II CT6 外殼保護(hù)等級:IP67 兩線制接線:供電和信號輸出公用一根兩芯線 電纜入口:兩個M20ⅹ1.5.料位計(jì)型號
文章來源地址: http://www.cdcfah.com/cp/2622100.html
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