导波雷达物位计
时间:2018-11-20 阅读:379
导波雷达物位计
1、测量原理
原 理:
导波雷达发出的高频微波脉冲沿着探测组件(钢缆或钢杆)传播,遇到被测介质,由于介电常数突变,引起反射,一部分脉冲能量被反射回来。发射脉冲与反射脉冲的时间间隔与被测介质的距离成正比。
特 点:
由于采用了*的微处理器和*的Echo Discovery回波处理技术,导波雷达物位计可以应用于各种复杂工况。
多种过程连接方式及探测组件的型式,使得70X系列导波雷达物位计适用于各种复杂工况及应用场合。如:高温、高压及小介电常数介质等。
采用脉冲工作方式,导波雷达物位计发射功率极低,可安装于各种金属、非金属容器内,对人体及环境均无伤害。
说 明:
导波雷达是基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行,运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿探测组件(钢缆或钢杆)传播,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。
反射的脉冲信号沿探测组件(缆或杆)传导至仪表电子线路部分,微处理器对此信号进行处理,识别出微波脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成,距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比:
D=C×T/2
其中C为光速
因空罐的距离E已知,则物位L为:
L=E-D
通过输入空罐高度E(=零点),满罐
高度F(=满量程)及一些应用参数来
设定,应用参数将自动使仪表适应测
量环境,对应于4-20mA输出。
测量范围:
说明:
H----测量范围
L----空罐距离
B----顶部盲区
E----探头到罐壁的小距离
顶部盲区是指物料高料面与测量参考点之间的小距离。
底部盲区是指缆绳底部附近无法测量的一段距离。
顶部盲区和底部盲区之间是有效测量距离。
注意:
只有物料处于顶部盲区和底部盲区
之间时,才能保证罐内物位的可靠
测量。
2、产品简介
l 701
适用介质:液体,固体粉料
应 用:液体及固体粉状测量,复杂过程条件
防爆认证: Exd ia IIC T6 Gb
测量范围: 30m
频 率:500MHz-1.8GHz
天 线:单缆或单杆式天线
测量精度:±10mm
过程温度:(-40~250)℃
过程压力:(-0.1~4)MPa
信号输出:(4~20)mA/HART
现场显示:四位LCD 可编程
电 源:两线制(DC24V)
/四线制(DC24V/AC220V)
外 壳:铝/ 双腔
过程连接:螺纹/法兰(选配)
l 702
适用介质:液体,特别是强腐蚀性的液体
应 用:酸类、碱类或其它腐蚀性介质测量
防爆认证: Exd IIC T6 Gb
测量范围:20m
频 率:500MHz-1.8GHz
天 线:全四氟密封缆式或杆式天线
测量精度:±10mm
过程温度:(-40~200)℃
过程压力:(-0.1~0.3)MPa
信号输出:(4~20)mA/HART
现场显示:四位LCD 可编程
电 源:两线制(DC24V)
/四线制(DC24V/AC220V)
外 壳:铝/ 双腔
过程连接:螺纹/法兰(选配)
703
适用介质:固体粉料
应 用:水泥仓粉料的测量;粉煤灰粉料测量
防爆认证: Exd IIC T6 Gb
测量范围:30m
频 率:500MHz-1.8GHz
天 线:双缆式天线
测量精度:±10mm
过程温度:(-40~130)℃
过程压力:(-0.1~4)MPa
信号输出:(4~20)mA/HART
现场显示:四位LCD 可编程
电 源:两线制(DC24V)
/四线制(DC24V/AC220V)
外 壳:铝/ 双腔
过程连接:螺纹/法兰(选配)
l 704
适用介质:液体,特别是低介电常数的液体
应 用:无离子水、脱氧水等液体的测量
防爆认证: Exd IIC T6 Gb
测量范围:6m
频 率:500MHz-1.8GHz
天 线:同轴管式天线
测量精度:±5mm
过程温度:(-40~250)℃
过程压力:(-0.1~4)MPa
信号输出:(4~20)mA/HART
现场显示:四位LCD 可编程
电 源:两线制(DC24V)
/四线制(DC24V/AC220V)
外 壳:铝/ 双腔
过程连接:螺纹/法兰(选配)
l 705
适用介质:液体,特别是高温高压环境里的液体
应 用:密封罐,压力较大的液体测量
防爆认证: Exd IIC T6 Gb
测量范围:15m
频 率:500MHz-1.8GHz
天 线:单杆或单缆式
测量精度:±10mm
过程温度:(-200~400)℃
过程压力:(-0.1~40)MPa
信号输出:(4~20)mA/HART
现场显示:四位LCD 可编程
电 源:两线制(DC24V)
/四线制(DC24V/AC220V)
外 壳:铝/ 双腔
过程连接:螺纹/法兰(选配)
3、安装指南
在整个量程范围内确保钢缆或钢杆不要接触到内部障碍物,因此安装时应尽可能避开罐内设施,如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。另外需注意缆或杆不得与加料料流相交。
安装仪表时还需注意:高料位不得进入测量盲区;仪表距离罐壁必须保持一定的距离;仪表的安装尽可能使缆或杆的方向与被测介质的表面垂直。安装在防爆区域内的仪表必须遵守国家防爆危险区的安装规定。本安型的外壳采用铝壳。本安型仪表可安装在有防爆要求的场合,仪表必须接大地。
下述的安装指南适用于缆式和杆式测量固体粉料或液体。
安装位置:
尽量远离出料口和进料口。
金属罐在整个量程范围内不碰罐壁及罐底。
建议安装在料仓直径的1/4或1/6处,与罐
壁的小距离为测量范围的1/10。
缆式或杆式探头离罐壁小距离≥300mm。
探头底部距罐底≥30mm。
探头距罐内障碍物小距离≥200mm。
如果容器底部是锥型的,可以安装罐顶*。
l 下图为杆式雷达物位计安装图,主要用于液体液位的测量
特 点:
可以测量介电常数≥1.8的任何介质。
一般用于测量粘度≤500cst而且不容易
产生粘附的介质。
杆式雷达大量程可以达到6米。
对蒸汽和泡沫有很强的穿透能力,测量
不受影响。
泡沫较大的液体测量环境,应选择单杆
式导波雷达物位计测量。
下图为双缆式雷达物位计安装图,主要用于低介电常数液体液位及低介电常数轻质固体粉料料位的测量
特 点:
介电常数比较小的液体及轻质固体粉料可以采
用双缆式测量方式,以保障良好的准确测量。
可以测量介电常数≥1.6的任何介质。
一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘
附的介质。
双缆式雷达物位计大量程可以达到30米。
安装方法
合理安装能确保仪表*可靠而的测量:
导波雷达物位计可采用螺纹连接,螺纹的长度不要超过15mm,还可以采用在短管上安装。当安装短管直径在2″至6″则安装短管高度应≤100mm(螺纹及短管的长度越短,测量越稳定),若安装短管较长,理想状态应将短管割短,或底部固定缆式探头及选用绝缘对中支架以避免缆式探头与短管末端接触。
DN200或DN250的短管内安装:
当导波雷达需要安装于直径大于200mm短管时,短管内壁产生回波,在介质介电常数低的情况下会引起测量误差。因此,对于一个直径为200mm或250mm的短管,需要选一个带“喇叭接口”的特殊法兰。
在塑料罐上安装注意事项:
无论是缆式或杆式,若想导波雷达工作正常,过程连接表面应为金属。当导波雷达装在塑料罐上时,若罐顶也是塑料或其它非导电材质时,仪表需要配金属法兰,若采用螺纹连接,需配一块金属板。
干扰的优化
干扰回波抑制:软件可实现对干扰回波的抑制,从而达到理想测量效果。
旁通管及导波管(仅适用于液体)对于粘度不大于500cst,可采用旁通管或导波管来避免干扰。
低介电常数液体的安装
对于介电常数大于1.3,粘度≤500cst且不易产生粘附的介质,可将导波雷达安装在导波管中测量,其特点如下:
的可靠性、高精度
可用于介电常数≥1.3的任何介质,测量与介质的导电性无关
罐内障碍物及短管尺寸不影响测量
腐蚀性介质测量
如果测量腐蚀性介质,可选用杆式或缆式探头套PTFE、PFA套管进行测量。
卧罐及立罐上的安装
杆式探头长可到6米,对于测量距离超过6米的储罐,可选用4mm缆式探头
安装及固定方式同固体粉仓测量
距罐壁的距离大于等于300mm,一定避免探头接触罐壁
选择探头长度时,注意探头底部距罐底大于30mm
如果罐内障碍物比较多或过于靠近探头传感器时,可安装导波管进行测量
注意事项
安装在导波管中的导波雷达一般选用杆式探头传感器,安装时杆式探头上应安装绝缘同心支架,保证杆式探头与导波管同心,否则将产生很强的虚假回波。
当测量范围超过杆式探头的大测量范围时,应选用缆式探头的导波雷达,此时导波管的直径应大于或等于6〞 (DN150),否则将产生很强的虚假回波。
安装正误:
防潮:
4、仪表尺寸 (单位:mm)
5、电气连接
供电电压
(4~20) mA/HART(两线制) 供电电源和输出电流信号共用一根两芯屏蔽电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。对于本安型须在供电电源与仪表之间加一个安全栅。
(4~20) mA/HART(四线制) 供电电源和电流信号分开,各自分别使用一根两芯屏蔽电缆线。具体供电电压范围参见技术数据。
标准型仪表电流输出可采用接地形式输出。防爆型仪表电流
输出必须浮空输出。仪表及接地端子应保证良好接地,通常
接地可连接到罐的接地点上,若是塑料罐则应接到邻近的大
地上。
连接电缆的安装
一般介绍 供电电缆可使用普通两芯电缆,电缆外径应为(5~9)mm,
以确保电缆入口的密封。如果存在电磁干扰,建议使用屏蔽
电缆。
(4~20) mA/HART(两线制) 供电电缆可使用普通两芯电缆。
(4~20) mA/HART(四线制) 供电电缆应使用带有地线的电缆线。
电缆的屏蔽和接线 屏蔽电缆两端均应接地。在传感器内部,屏蔽必须连接
内部接地端子。外壳上的外部接地端子必须连接大地。
如果有接地电流,屏蔽电缆远离仪表一侧的屏蔽端必须通过
一个陶瓷电容(比如:1nF/1500V)接地,以起到隔直和旁
路高频干扰信号的作用。
连接方式
四线制、两室接线图如下:
两线制、两室接线图如下:
防爆连接
本产品采用隔爆型防爆型式,隔爆标志为 Exd IIC T6 Gb。该型式是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内,使电路在正常工作时所产生的热量及在故障态时形成的电火花及高温可燃性混合物在内部爆炸而不损坏到外壳,以防止周围的易燃易爆气体引燃。本产品适用于Exd IIC T6 Gb 防爆等级以下可燃性介质的物位连续测量。
安全指导
请遵守当地电气安装规程的要求!
请遵守当地对人员健康和安全的规程要求。所有对仪表电气部件的操作必须由经过正规培训的专业人员完成。
请检查仪表的铭牌确保产品规格符合您的要求。请确保供电电压与仪表铭牌上的要求一致。
防护等级
本仪表*防护等级IP66/67的要求,请确保电缆密封头的防水性。如下图:
如何确保安装满足IP67的要求:
请确保密封头未受损。
请确保电缆未受损。
请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求。
在进入电气接口前,将电缆向下弯曲,以确保水不会流入壳体,见①
请拧紧电缆密封头,见②
请将未使用的电气接口用盲堵堵紧,见③
6、仪表调试
三种调试方法:
显示/调试模块(View Point)
上位机调试软件
HART手持编程器
显示/调试模块
View Point是可以插接的显示调试工具,通过View Point上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后,一般就只用于显示,透过玻璃视窗可以非常清楚地读出测量值。
显示/按键
液晶显示
按键
上位机调试
通过HART与上位机相连
① RS232接口/或USB接口
② 雷达物位计
③ HART适配器
④ 250Ω电阻
HART 手持编程器编程
HART手持编程器
雷达物位计
250Ω电阻
7、技术参数
一般数据
探测组材料
钢杆 不锈钢316L/PTFE
钢缆 不锈钢316L/PTFE
同轴 不锈钢316L/PTFE
密封 Viton氟橡胶,Kalrez氟化橡胶
过程连接 不锈钢316L
外壳 铝,塑料,不锈钢316L
铸铝,粉末图层
外壳和外壳之间的密封 硅橡胶
外壳视窗 聚碳酸脂
接地端子 不锈钢316L
供电电压
两线制 标准型 (16~26)V DC
本安型 (21.6~26.4)V DC
功耗 max. 22.5mA
允许纹波
- <100Hz Uss < lV
- (100~100K)Hz Uss < l0mV
四线制 隔爆 (22.8~26.4)V DC,(198~242)V AC
功耗 max. 1VA,1W
电缆参数
电缆入口/插头 1个 M20xl.5电缆入口(电缆直径5~9mm)
1个 盲堵 M20xl.5
弹簧接线端子 用于导线横截面2.5mm²
输出参数
输出信号 (4~20)mA/HART
分辨率 1.6μA
故障信号 电流输出不变;20.5mA;22mA;3.9mA
两线制负载电阻 见下图
四线制负载电阻 大500Ω
积分时间 (0~36)s,可调
特征参数
大测量距离
701 30m/6m(缆/杆)
702 20m/6m(缆/杆)
703 30m/6m(缆/杆)
704 6 m
705 15m/6m(缆/杆)
测量间隔 约1s (取决于参数设置)
调整时间 约1s (取决于参数设置)
分辨率 1mm
准确度 ±10mm
工作存储及运输温度 (-40~80) ℃
过程温度(天线部分的温度)
701、704 (-40~250)℃
702 (-40~200)℃
703 (-40~130)℃
705 (-200~400)℃
相对湿度 <95%
罐内压力 Max. 40MPa
耐 震 机械震动l0m/s² , (10~150)Hz
大拉力 见拉力示意图
在测量固体介质的时候,拉力取决于容器直径和物位,以下显示的是一些典型介质产生的拉力。
8、产品选型
l 701
大量程/探头型式
30000mm/单缆式 或 6000mm /单杆式
许可证
P 标准型(非防爆)
G 隔爆型(Exd IIC T6 Gb)
探头型式/材质
A 缆式探头 Φ8mm /不锈钢304
B 缆式探头 Φ4mm /不锈钢316L
C 杆式探头 Φ10mm /不锈钢304
D 杆式探头 Φ10mm /不锈钢316L
过程连接
G 螺纹 G1½″ A
N 螺纹 1½″ NPT
C 法兰DN50 PN16C /不锈钢
D 法兰DN80 PN16C /不锈钢
E 法兰DN100 PN16C /不锈钢
F 法兰DN150 PN16C /不锈钢
H 法兰DN200 PN16C /不锈钢
I 法兰2〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
J 法兰3〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
K 法兰4〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
L 法兰6〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
M 法兰8〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316 L
密封/过程温度
1. 普通型(-40~130)℃
2. 高温型(-40~250)℃
外壳/防护等级
L 铝 双腔 / IP67
电缆进线
M M 20 x 1.5
N ½″ NPT
现场显示/编程
V 带
X 不带
l 702
大量程/探头型式
20000mm /全四氟密封缆式 或 6000mm /全四氟杆式天线
许可证
P 标准型(非防爆)
G 隔爆型(Exd IIC T6 Gb)
探头型式/材质
A 缆式探头 Φ4mm / PTFE
C 杆式探头 Φ10mm / PTFE
过程连接
G 螺纹 G1½″ A
N 螺纹 1½″ NPT
C 法兰DN50 PN16C /不锈钢/PTFE
D 法兰DN80 PN16C /不锈钢/PTFE
E 法兰DN100 PN16C /不锈钢/PTFE
F 法兰DN150 PN16C /不锈钢/PTFE
H 法兰DN200 PN16C /不锈钢/PTFE
I 法兰2〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L/PTFE
J 法兰3〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L /PTFE
K 法兰4〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L/PTFE
L 法兰6〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L/PTFE
M 法兰8〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316 L /PTFE
密封/过程温度
1. 普通型(-40~130)℃
2. 高温型(-40~200)℃
外壳/防护等级
L 铝 双腔/IP67
电缆进线
M M 20 x 1.5
N ½″ NPT
现场显示/编程
V 带
X 不带
l 703
大量程/探头型式
30000mm / 双缆式
许可证
P 标准型(非防爆)
G 隔爆型(Exd IIC T6 Gb)
探头型式/材质
A 缆式探头 Φ6mm /不锈钢304
B 缆式探头 Φ6mm /不锈钢316L
过程连接
G 螺纹 G1½″ A
N 螺纹 1½″ NPT
C 法兰DN50 PN16C /不锈钢
D 法兰DN80 PN16C /不锈钢
E 法兰DN100 PN16C /不锈钢
F 法兰DN150 PN16C /不锈钢
H 法兰DN200 PN16C /不锈钢
I 法兰2〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
J 法兰3〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
K 法兰4〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
L 法兰6〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
M 法兰8〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316 L
密封/过程温度
普通型(-40~130)℃
外壳/防护等级
L 铝 双腔/IP67
电缆进线
M M 20 x 1.5
N ½″ NPT
现场显示/编程
V 带
X 不带
l 704
大量程/探头型式
6000mm / 同轴管式天线
许可证
P 标准型(非防爆)
G 隔爆型(Exd IIC T6 Gb)
探头型式/材质
A 同轴管式探头 Φ25mm /不锈钢304
B 同轴管式探头 Φ25mm /不锈钢316L
过程连接
G 螺纹 G½″ A
N 螺纹 1½″ NPT
C 法兰DN50 PN16C /不锈钢
D 法兰DN80 PN16C /不锈钢
E 法兰DN100 PN16C /不锈钢
F 法兰DN150 PN16C /不锈钢
H 法兰2〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
I 法兰3〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
J 法兰4〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
K 法兰6〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
L 特殊定制
密封/过程温度
普通型(-40~130)℃
高温型(-40~250)℃
外壳/防护等级
L 铝 双腔/IP67
电缆进线
M M 20x1.5
N ½″ NPT
现场显示/编程
V 带
X 不带
l 705
大量程/探头型式
15000mm /单缆式天线 或 6000mm/单杆式天线
许可证
P 标准型(非防爆)
G 隔爆型(Exd IIC T6 Gb)
探头型式/材质
A 缆式探头 Φ8mm /不锈钢304
B 缆式探头 Φ8mm /不锈钢316L
C 杆式探头 Φ10mm /不锈钢304
D 杆式探头 Φ10mm /不锈钢316L
过程连接
G 螺纹 G1½″ A
N 螺纹 1½″ NPT
C 法兰DN50 PN16C /不锈钢
D 法兰DN80 PN16C /不锈钢
E 法兰DN100 PN16C /不锈钢
F 法兰DN150 PN16C /不锈钢
H 法兰DN200 PN16C /不锈钢
I 法兰2〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
J 法兰3〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
K 法兰4〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
L 法兰6〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
M 法兰8〞150LBS ANSI凸面/不锈钢316L
密封/过程温度
1. 标准型(-200~400)℃
外壳/防护等级
L 铝 双腔/IP67
电缆进线
M M 20 x 1.5
N ½″ NPT
现场显示/编程
V 带
X 不带
附:物位计选型参数表
许可证
□ 本安型(Exia IIB T5) □ 本安型(Exia IIC T6 Ga)
□ 标准型(非防爆) □ 本安型+船用许可证(Exia IIC T6 Ga)
□ 本安型 + 隔爆型(Exd IIC T6 Gb)
罐/容器信息
储罐类型:
□ 储罐 □ 反应罐 □ 分离罐 □ 船用储罐
储罐结构: □ 罐材质: □压 力: m
罐尺寸: □ 罐高度: m □直径: m
罐顶: □ 拱顶式 □ 平顶式 □ 敞口式 □ 锥顶式
罐底: □ 锥底 □ 平底 □ 斜坡底 □ 弧形底
安装: □ 顶部安装 □ 侧面安装
□ 旁通管安装 □ 导波管安装
罐顶安装接管(重要信息)
接管高度 mm 接管直径 mm
测量介质
介质名称: □ 液体 □ 固体 □ 混合介质
介质温度: ℃ 介电常数: m
挂 料: □ 是 □ 否
搅 拌: □ 是 □ 否
过程连接
螺 纹:(□ G1½″ □ 1½″ NPT ) 法兰(DN= ) 法兰(ANSI= )
电 源:
□ 24V DC 两线制 □ 24V DC 四线制 □ 220V AC四线制
输 出: □ 4-20mA □ HART
显 示: □ 带表头显示编程 □ 不带表头显示编程