雷达物位计的功能和分类
雷达物位计是一个很专业的仪器,也用于很专业的领域,所以很多人都不知道什么是雷达物位计,雷达物位计是用来做什么的。
雷达物位计英文名称是Radio Detection and Raging,因为是无线电检测与测距首字母简称所以也叫微波物位计。雷达物位计采用微波脉冲的测量方法,并可在工业频率波段范围内正常,波束能量低,可安装于各种金属、非金属容器或管道内,对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量。
雷达物位计由两部分组成,分别是仪表部分和探极部分。
仪表部分基本参数是
􀁺 环境温度:-20-60℃
􀁺 供电电源:AC 220V±10% 50Hz
􀁺 测量精度:0.5% 功 耗:≤3W
􀁺 模拟输出:4-20mA, 负载能力≤550Ω
􀁺 继电器输出:4 组继电器转换接点(AC 220V 2A)
􀁺 安装方式:盘装开孔152 (宽) ×76 (高) 壁挂尺寸210(宽) × 280 (长) ×110(厚)
探极部分基本参数是
􀁺 介质温度:-40-240℃
􀁺 传输距离:传感器和仪表之间的信号传输距离小于1.2km
􀁺 探极种类:棒式、缆式、同轴式、重型缆式
􀁺 安装尺寸:G1.5 管螺纹
􀁺 仓内压力:小于4MPa
雷达物位计分类
雷达物位计分类有很多种,按照功能用途分和天线脉冲分。
1.用于库存管理或贸易结算的高精度液位计量 主要用于石油成品油及化学用品液体的精度测量,测量精度主要在1MM以内,基本上采用调频连续波原理。价格昂贵,应用量也有限,故只有少数公司生产,有适用于不同场合的喇叭、抛物面及阵列天线.
2.用于过程物位监测 由于工业过程种类繁多,仪表必须适应各种介质,以及不同的温度、压力范围。精度约为0.1%FS或者5mm。这几年,过程级微波物位计发展很快,主要是加速普及。在性能提高的同时,价格也相对适中,适用于更多工况。
固态物料料位,特别是气体输送料状料位(烟灰、成品水泥)一直是物位测量中的难题,但是雷达物位计可以稳定、可靠的测量。
雷达物位计通有脉冲法(PULS)和连续调频法(FMCW)两种。 连续调频(FMCW)技术
1.脉冲法(PULS)
脉冲波测距是由天线向被测物料面发射一个微波脉冲,当接收到被测物料面上反射回来的回波后,测量两者时间差(即微波脉冲的行程时间),来计算物料面的距离。
微波发射和返回之间的时差很小,对于几米的行程时间要以纳秒来计量。脉冲测距采用规则的周期重复信号,并重复频率(RPF)高。
2.连续调频(FMCW)
连续调频(FMCW)技术测量物位是将传播时间转换成频差的方式,通过测量频率来代替直接测量时差,来计算目标距离。发射一个频率被线性调制的微波连续信号,频率线性上升(下降),所接收到的回波信号频率也是线性上升(下降)的,两者的频率差将比例于离目标的距离。
频率被调制的信号通过天线向容器中被测物料面发射,被接收的回波频率信号和一部分发射频率信号混合,产生的差频信号被滤波及放大,然后进行快速傅利叶变换(FFT)分析,FFT分析产生一个频谱,在此频谱上处理回波并确认回波。
雷达物位计按工作方式可以分为非接触式和接触式两种。
1.非接触式微波物位计常用喇叭或杆式天线来发射与接收微波,仪表安装在料仓顶部,不与被测介质接触,微波在料仓上部空间传播与返回。安装简单、维护量少,并且不受料仓内气体成分、粉尘、温度变化等的影响,深受用户欢迎,可替代劳动强度大的人工投尺或带重锤的卷尺、维修率高的接触式仪表(重锤探测式yo-yo)、电容等。因此,非接触式微波物位计是近年来发展最快的物位测量仪表。
2.接触式微波物位计一般采用金属波导体(杆或钢缆)来传导微波,仪表从仓顶安装,导波杆直达仓底,发射的微波沿波导体外部向下传播,在到达物料面时被反射,沿波导体返回发射器被接收。
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