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雷达物位计恶劣环境中的水平感知
编辑:南京善元琛波自动化设备有限公司   时间:2019-04-02

        当您需要在装满熔融硫或其他低介电材料的储罐中读取液位读数时,可能无法使用非接触式传感器。

        

        雷达物位计已成为测量散装固体,液体及其间所有物质的领先技术。由于没有活动部件,因此在恶劣的化学环境中,在广泛变化的工作温度和低介电材料下工作良好。使用熔融硫,液氨,石化产品和其他难以测量的介质的工艺I程师欢迎将雷达物位计设计与大多数数字通信协议集成的简单性,以获得有关储罐,料仓,料斗,料仓,混合盆的内容的数据和船只。让我们看一下导向传感器与其他飞行时间技术相结合的方式,例如无线雷达-雷达和超声 波无论如何应用指


        导波雷达技术理论

        雷达通过测量发射信号的时间来工作。更准确地称为时域反射计,该过程需要将微波脉冲向下发送通过感兴趣的材料并-直向容器的底部发送。当脉冲到达产品时,光束会经历由产品电介质引l起的阻抗变化。部分脉冲被反射回接收器接收器测量离开和重新调谐信号之间的准确持续时间,对其进行分析并将产品水平显示为距离,以英尺,米或其他单位表示。


广西11选5基本走势图近50期        通过空中导波雷达技术是非接触式液位测量的先驱之一, 但虚假回波仍然是一个重 要的问题。简单地将雷达发射器指向筒仓的底部允许非制雷达导波从船的侧面反弹,从而产生必须在接收端抵消的虚假重调谐信号。此外,通常存在内部障碍物,例如管道,喷嘴和梯子 ,它们会产生不需要的信号。根本原因是雷达波束在不断变宽的锥体中从发射器辐射。类似的问题出现在超声波测量中,其中高达20度的发散角是常见的。


      在雷达技术中,雷达波束通过探头或“波导”以专i设计的金属杆或电缆的形式聚焦,该金属杆或电缆插入待测量的产品中。本指南用于将探测器长度的雷达信号集中到较小直径(通常< 12英寸)的圆柱形图案中,从而防止在容器中的分散。结果是更好的性能和可靠性。此外,没有必要对单元进行编程以忽略来自容器侧面的虚假读数。导波与空中雷达信号强度


        除了从容器壁和罐内物体返回的脉冲问题之外,非接触式雷达装置对工艺条件的变化非常敏感,例如产品积聚,泡沫,湍流和冷凝。同样,超声波可能会受到影响声速的水箱条件和气相的不利影响。虽然似乎可以通过增加发射雷达信号的强度来改善SNR ,但事实并非如此简单。环路供电设备本质上是在紧张的能源预算下运行。由于微波的宽光束传播,通过空气的水平传感器使用更多的能量。雷达物位计通过沿探头 聚焦来更有效地利用能量,因此即使在可用的有限能量下也能实现最佳SNR。响应时间


      为了清除杂散信号,通过空中雷达和超声技术使用模糊逻辑为每个目标分配概率水平。必要的信号处理会减慢响应时间和更新速率。雷达物位计最多可读取10个读数;无需额外过滤,更新速率可以同样快。电介质


      通过无线雷达液位传感器在低介电介质上不能很好地工作,因为脉冲部分地通过,而不是从它们反射。在导波和通过空中雷达中,从发射器到产品的同轴电缆通常具有50 Q的阻抗。理想情况下,如果沿着雷达波束的整个行程长度保持该阻抗,则所有传输信号会反映出产品。实际上,虽然从同轴电缆到空气时会发生很大的阻抗变化,但会导致大量的信号损失。


      在雷达物位计中,探头安装在不锈钢管中,该管充当接地平面,以帮助弓导微波能量并使整个组件具有同轴结构。因此,它沿着整个波导保持恒定的阻抗,允许传感器检测更微妙的介电变化并正确地指示产品水平。通风雷达也可以使用类似的管道布置来测量较低的电介质,但这种操作模式更容易积聚并且依赖于管道配置和构造。


      雷达物位计发射器还允许特殊探头配置通过考虑脉冲在介质中传播时的速度变化来执行间接测量。以这种方式,可以在其他方法过去失败的应用中测量非常低的介电产品,通常低至1.3.测量长跨度

        现代雷达发射器可以测量超过200英尺高的筒仓和坦克中的水平。通常,考虑到雷达波以~I ft/ ns的速度传播,在这样的距离上获得高分辨率读数是极其困难的。一个100英尺的筒仓可能只包含4英尺的产品,这意味着反射波的返回时间仅比空罐的返回时间少8毫秒。要获得此类电平的四分之-英寸精度 ,传感器必须以皮秒为增量进行测量。


广西11选5基本走势图近50期      一些雷达物位计和通风发射器使 用包括稳定斜坡发生器的专用电子电路。这些产生的信号波形会复制反射波形,尽管时间较慢。利用复杂的电子设备,这种设备可以在整个范围内实现数万英寸的分辨率-足够精确以满足大多数应用。应用指南:产品结块和构建


      对于处理与其接触的所有产品有关的产品的行业,例如干燥时的熔融硫和石油化工过程中常见的石蜡,获得准确的水平长期存在困难。依赖于同轴以及双杆或双线缆波导的雷达物位计液位变送器在这里处于特别的缺点。当产品堆积桥接两个杆之间的间隙时, 出现问题,由于两个线之间的阻抗改变,使得该单元不可操作。优选的解决方案要求使用悬挂在罐中的单根电缆或杆;在单个指南上建立对发射机操作的影响最小。除非将单个探头/电缆组件插入外部静止井中,否则此配置仅限于更高的电介质,高湍流容器


      导波和直通雷达都可以配置为在高度湍流的环境中运行,而前者具有更窄的波束,在这些条件下提供更好的性能,有特殊要求。


      在探头周围安装静止井或通过空气信号有助于保持更恒定的水平读数。静止井,通常<= 4英寸直径,应沿其长度钻孔,以使产品保持与雷达信号完全接触。( 同样的技术用于通风雷达,但需要精确的静止井结构,具有严格的公差和特殊焊接。安装和对准也很关键,不正确的设置有时会导致错误的读数。)


广西11选5基本走势图近50期      雷达物位计的限制并不严格。波导导致其内部的信号滑过任何切口并直接向下移动到产品,因此湍流几乎没有影响。确保最佳配置


      容易配置的系统肯定是工艺工程师的愿望清单-没有什么比试图将通用型变送器装入带有内置头痛的特定应用程序更令人沮丧的了。


      雷达物位计液位传感器制造商提供全系列的变送器,安装件,耦合器和探头,以满足几乎任何特殊要求。例如,容纳单根或同轴电缆的各种刚性和柔性探头,其中-些可以弯曲以容纳不寻常的坦克,箱或筒仓,这意味着雷达单元可以从已经配置的工厂到达。有些探头甚至可以在现场切割成-定长度。在南非的Secunda ,通过使用导波电缆在90*拐角处发射雷达波束的能力允许精确测量冷却塔中的水平。


      安装雷达物位计发射器不如安装通风装置那么重要,因为通风装置依赖于天线的精确配置。导波可以使用小至NPT开口3/4的孔径。在许多情况下,达单元必须安装在外部腔室中,例如,当它们更换机械单元时。有时需要特殊的仪器外壳。不锈钢特别适用于海上用途, 其中盐水甚至会腐蚀粉末涂层铝。有些变送器安装在防爆外壳中。-些制造商甚至会创建定制的一次性设计。


      监测溴水平几乎总是需要特殊的安装和探针与气密密封,以及由Monel而不是不锈钢制成的氢氛酸需求探针的罐。配置问题还应包括发射机的通信能力。许多雷达装置在本地显示结果,内置滚动LCD ,提供现场测量-选择英寸 ,英尺,毫米,厘米,米,甚至百分比。最后,设备在整个处理计划的业务系统中无缝传输数据的能力同样重要。


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