德創電氣科技雷達物位計的測量原理

雷達物位計概述 

    在工業生產過程中的。料位是一個重要參數。料位測量的方法很多，針對不同的工況和介質可以使用不同測量原理的料位計進行測量，例如、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾種常用的料位測量儀表，都有各自的特點和應用范圍。

     雷達料位計運用*的雷達脈沖波測量技術，以其優良的性能，尤其是在槽罐中有攪拌、溫度高、蒸汽大、介質腐蝕性強、易結疤等惡劣的測量條件下，顯示出其的性能，在工業生產中發揮著越來越重要的作用。 

二、原理及技術性能 
雷達波是一種特殊形式的電磁波，雷達料位計利用了電磁波的特殊性能來進行料位檢測。電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度相當于光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測介質導電性越好或介電常數越大，回波信號的反射效果越好。 
雷達波的頻率越高，發射角越小，單位面積上能量（磁通量或場強）越大，波的衰減越小，雷達料位計的測量效果越好。 

德創雷達物位計外觀及產品性能介紹：            

 DCRD1000A1

     應    用：  各種腐蝕的液體

     測量范圍： 20米                                                   

     過程連接： 螺紋、法蘭

     介質溫度： -40～120℃

     過程壓力： -0.1～0.3MPa

     精    度：   ±5mm                                        

     防護等級： IP67

     頻率范圍： 26GHz                                       

     防爆等級： Exib ⅡCT6 Gb

     信號輸出：4...20mA/HART(兩線/四線) 

               RS485/Mod bus

                                                                                  DCRD1000A2   

應   用：  耐溫、耐壓、輕微腐蝕的液體

測量范圍： 30米

過程連接： 螺紋、法蘭

介質溫度： -40～150℃

過程壓力： -0.1～4.0MPa

精    度：   ±3mm                                                                     防護等級： IP67

 頻率范圍： 26GHz                                                                     防爆等級： Exib ⅡCT6 Gb       

信號輸出：4..20mA/HART(兩線/四線)  RS485/Mod bus                                                

DCRD1000A3 

應   用：  固體料、強粉塵、易結晶、 結露場合

 測量范圍： 70米

 過程連接： 萬向法蘭

 介質溫度： -40～250℃

 過程壓力： -0.1～0.1MPa

 精    度：   ±15mm                              

   防護等級： IP67

 頻率范圍： 26GHz                                         

 防爆等級： Exib ⅡCT6 Gb   

 信號輸出：4...20mA/HART(兩線/四線) RS485/Mod bus                                              

DCRD1000A4 

      應     用：  固體料、強粉塵、易結晶、 結露場合

   測量范圍： 70米

   過程連接： 萬向法蘭

   介質溫度： -40～250℃

   過程壓力： -0.1～0.1MPa

   精    度：   ±15mm                              

   防護等級： IP67

 頻率范圍： 26GHz                                                     

 防爆等級： Exib ⅡCT6 Gb

信號輸出：4...20mA/HART(兩線/四線) RS485/Mod bus                                                                                           

DCRD1000A5 

 應    用：  固體顆粒、粉料

測量范圍： 30米                             

 過程連接： 螺紋、法蘭

 介質溫度： -40～250℃                                                                 過程壓力： -0.1～4.0MPa(平板法蘭)

                -0.1～1MPa（萬向法蘭）

   精    度：   ±10mm                               

   防護等級： IP67

   頻率范圍： 26GHz      

  防爆等級： Exib ⅡCT6 Gb     

    信號輸出：4...20mA/HART(兩線/四線)  RS485/Mod bus                                                                                        

DCRD1000A6 

           應     用：  衛生型液體存儲容器、強腐蝕性容器

     測量范圍： 20米

     過程連接： 法蘭

     介質溫度： -40～150℃

     過程壓力： -0.1～0.1MPa

     精    度：   ±3mm                             

     防護等級： IP67

   頻率范圍： 26GHz                                                    

   防爆等級： Exib ⅡCT6 Gb       

     信號輸出：4...20mA/HART(兩線/四線) RS485/Mod bus                                                                                                  

１.雷達料位計的基本原理 

雷達式料位計組成：它主要由發射和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示、故障報警等幾部分組成。 
發射－反射－接收是雷達式料位計工作的基本原理。雷達傳感器的天線以波束的形式發射zui小6.8GHz的雷達信號,zui大有26.3G的雷達信號。反射回來的信號仍由天線接收，雷達脈沖信號從發射到接收的運行時間與傳感器到介質表面的距離以及物位成比例。 
即：h= H–vt/2 
式中 h為料位；H為槽高； v為雷達波速度；t為雷達波發射到接收的間隔時間。

詳見下圖所示：

雷達物位天線發射較窄的微波脈沖，經天線向下傳輸。微波接觸到被測介質表面后被反射回來再次被天線系統接收，將信號傳輸給電子線路部分自動轉換成物位信號（因為微波傳播速度極快，電磁波到達目標并經反射返回接收器這一來回所用的時間幾乎是瞬間的）。

A 量程設定                                                                                                                                                    B 低位調整                                                                      C 高位調整                                                                                                                                                       D 盲區范圍                                                                       測量的基準面是：螺紋底面或法蘭的密封面。

注：使用雷達物位計時，務必保證zui高料位不能進入測量盲區（圖中D所

２.德創科技雷達料位計測量料位的*技術： 

(１)回波處理新技術的應用 
從雷達料位計的測量原理可以知道，雷達料位計是通過處理雷達波從探頭發射到介質表面然后返回到探頭的時間來測量料位的，在反射信號中混合有許多干擾信號，所以，對真實回波的處理和對各種虛假回波的識別技術就成為雷達料位計能夠準確測量的關鍵因素。 

(２)測量數據處理： 

由于液面波動和隨機噪聲等因素的影響，檢測信號中必然混有大量噪聲。為了提高檢測的準確度，必須對檢測信號進行處理，盡可能消除噪聲。 
經過大量的實驗驗證，采用數據平滑方法可以達到滿意的效果。此方法也可有效的克服罐內攪拌器對測量的影響。 

德創科技雷達料位計的技術特點和性能優勢： 

　　雷達料位計采用了上述*的回波處理和數據處理技術，加上雷達波本身頻率高，穿透性能好的特點，所以，雷達料位計具有比接觸式料位計和同類非接觸料位計更加優良的性能。 
①可在惡劣條件下連續準確地測量。

例如（腐蝕性的工況，粉塵將強的工況，高溫工況，易結露結巴工況，易燃易爆的環境等）都能準確連續的測量。 
②操作簡單，調試方便

  輸出4-20MA兩線制模擬量信號?？赏ㄟ^面板按鍵設置量程設置低限和高限，可通過液晶顯示屏查看回波曲線。可同過HART手操器更改參數。 也可以通過RS232 HART通訊模塊連接計算機，通過上位軟件調整雷達料位計的內部參數。
③準確安全且節省能源

  雷達料位計每秒鐘發送接收微波脈沖55次，通過處理器求平均值得方式，的檢測到真實料位表面所產生的回波，通過計算時間差來換算出雷達料位計法蘭平面到真實料位表面的距離，因為量程（即空罐的高度）已知，通過量程減去雷達料位計到料面的空高距離，就可以得出真實的料位高度。

④安全方面：

公司所生產的雷達計全部采用呂鑄的一體式防水防爆外殼，防護等級達到了標準IP67的防護等級要求，電子單元在成品調試完成后板面全部涂覆1mm厚的三防漆。裝進殼子內部之后再用樹脂膠密封，*做到防水，防潮，隔爆的目的）公司已取得由國家防爆電氣產品質量監督檢驗中心頒發的防爆證。防爆證編號：CNEx14.0142X 

雷達物位計的功耗（雷達料位計開機啟動電流22MA，正常工作電流4-20MA)供電電壓DC12V～24V  整機功耗只有0.5瓦。公司現已研發出太陽能電池供電雷達。GSM網絡無線傳輸雷達。RS485四線制水位計雷達。特別適用于偏遠的地區供電不暢或缺少通信網絡的使用環境。

⑤無需維修且可靠性強。（公司所研發的雷達物位計安裝調試方便，面板上帶按鍵，可查看回波曲線，可在線進行虛假回波存儲，修改和更新。測量固體料位時，使用萬向法蘭，喇叭口的方向可以隨意調節。通過液晶顯示屏，很直觀的看到回波的信號強度。通過調整喇叭口的方向來尋找料位的zui強回撥信號。只有zui強的回波信號才能保證雷達物位計連續穩定的工作。使用壽命10年以上。

產品的可靠性方面：裝好的成品設備全部都要經過72小時80℃的高溫老化和-40℃的低溫老化實驗。要在震動實驗臺上做連續2小時以上的震動實驗。保證設備的可靠性。在出廠前都要經過30項性能指標的詳細檢測，保證出廠的每一臺雷達物位計都是合格的產品。
⑥幾乎可以測量所有介質。所適用的行業如下：

石化行業：

（采油廠）的原油、氫酊、污油、污泥、污水

（油田）的沉降罐、污水罐、鉆探泥漿灌

（液化氣站）的液化天然氣、冷凝水

（儲油庫，生物柴油廠）的汽油、柴油、焦油、地溝油

化工行業：

（化工廠）的各種化工產品 高溫高壓、高腐蝕性（鹽酸）（硫酸）（堿 液）、  有毒產品

（復合肥廠）的尿素熔融液、氨水

 結晶產品（苯酐）公司有成套的解決方案

電力行業 

（電廠）的粉煤灰料倉、脫硫、潤滑油、泥漿、原煤倉、燃料倉、儲水池、

廢氣凈化罐、灰庫、油箱

水泥行業 

（水泥廠）的散裝成品的水泥倉、原煤倉、煤灰、生料均化庫、熟料庫、爐渣存儲倉

鋼鐵行業 

（煉鋼廠）的鐵礦石、石灰石生料、石灰石熟料、煤粉、原煤倉

（鋁廠）的炭粉、鋁礦石、煤粉

煤炭行業 

（洗煤廠）原煤，精煤、煤渣、煤粉、含煤污水

冶金行業等等……

西安德創電氣科技有限公司