雷達(dá)物位計(jì)
江蘇奧科儀表有限公司
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雷達(dá)物位計(jì)對(duì)固體物料倉(cāng)（包括粉礦倉(cāng)）物位測(cè)量、工作穩(wěn)定的調(diào)頻物位計(jì)。適用于倉(cāng)內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜（含有不可移除的障礙物）、倉(cāng)內(nèi)粉塵較多、物料反射弱等工況惡劣的現(xiàn)場(chǎng)。適用于對(duì)液體、漿料、顆粒料及塊料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量，適用于溫度、壓力變化大；有惰性氣體及揮發(fā)存在的場(chǎng)合。采用微波脈沖的測(cè)量方法，并可在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)正常工作。波束能量較低，可安裝于各種金屬、 非 金屬容器或管道內(nèi)，對(duì)人體及環(huán)境均無(wú)傷害。
工作原理
物位計(jì)采用調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）原理，利用發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)之間的頻率差來(lái)確定目標(biāo)距離。基于FMCW原理的物位計(jì)連續(xù)處理回波信號(hào)，所以在物位測(cè)量的準(zhǔn)確性、及時(shí)性以及穩(wěn)定性效果更佳。
根據(jù)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集以及實(shí)驗(yàn)，功能完善的數(shù)據(jù)處理算法，建立了可靠的數(shù)學(xué)模型?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)內(nèi)的實(shí)際情況采集相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，讓物位計(jì)更適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)物位的測(cè)量。
調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)原理圖
S：距離 C：光速 △f：差頻 B：掃頻帶寬 T：掃頻時(shí)間
產(chǎn)品特點(diǎn)
1、業(yè)X波段固體物位計(jì)。X波段雷達(dá)兼顧穿透能力、抗干擾能力、測(cè)量精度以及反射特性等綜合性能指標(biāo)。大波束角檢測(cè)技術(shù)的突破使該技術(shù)得以從以往的高精度液位測(cè)量領(lǐng)域拓展到高性能固體物位測(cè)量領(lǐng)域。
2、量程150m，盲區(qū)0米，精度5mm，重復(fù)性0.5mm，分辨率0.3mm。
3、具有標(biāo)準(zhǔn)料位、最高料位、最低料位、平均料位，智能料位共5種料位檢測(cè)模式供用戶選擇，可對(duì)料倉(cāng)位進(jìn)行更全面的監(jiān)測(cè)。
4、操作使用極其便捷。可以通過(guò)紅外遙控器、HART手持器、HART總線等手段對(duì)儀表進(jìn)行本地及遠(yuǎn)程設(shè)置及調(diào)試，并有高度智能化的設(shè)置向?qū)Чδ?，引?dǎo)用戶在5分鐘之內(nèi)即可完成對(duì)儀表的參數(shù)設(shè)置。
性能指標(biāo)
雷達(dá)物位計(jì)輸入
天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：
D=C×T/2
其中C為光速
因空罐的距離E已知，則物位L為：
L=E-D
輸出
通過(guò)輸入空罐高度E（=零點(diǎn)），滿罐高度F（=滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來(lái)設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4－20mA輸出。
測(cè)量盲區(qū)
盲區(qū)（BD）是從測(cè)量參考點(diǎn)到最高物位時(shí)的介質(zhì)表面的最小距離。
測(cè)量條件
注意事項(xiàng)
測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐低可見，此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C 的位置。
理論上測(cè)量達(dá)到天線尖端的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖端至少50mm。
對(duì)于過(guò)溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
最小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。
隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。
測(cè)量范圍超出的動(dòng)作
當(dāng)測(cè)量范圍超出時(shí)，儀表輸出為22mA電流。
電氣連接
兩線制
HART通信的最小負(fù)載：250Ω
電纜入口：M20×1.5
內(nèi)設(shè)極性反接，射頻干擾，及尖峰過(guò)壓的保護(hù)電路。
調(diào)試
GDPULS可以通過(guò)三種方式調(diào)試：
通過(guò)顯示調(diào)整模塊GPM
通過(guò)調(diào)試軟件GDPFSOFTWARE
通過(guò)HART手持編程器
現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)編程模塊（GPM）
GPM編程器由6個(gè)按鍵和一個(gè)液晶顯示屏，可以顯示調(diào)整菜單和參數(shù)設(shè)置。其功能相當(dāng)于一個(gè)分析處理儀表。
通過(guò)GDPF軟件調(diào)試
無(wú)論那種信號(hào)輸出，4…20mA/HART, Profibus PA,雷達(dá)傳感器都可以通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)試。采用GDPF軟件進(jìn)行調(diào)試，GDPULS需要一個(gè)儀表CONNECTCAT驅(qū)動(dòng)器。軟件和CONNECTCAT驅(qū)動(dòng)器可以作為附件訂購(gòu)。
使用軟件調(diào)試的時(shí)候，給雷達(dá)儀表加電24VDC，同時(shí)在連接HART適配器前端加一個(gè)250歐姆的電阻。如果一體式HART電阻（內(nèi)部電阻250歐姆）的供電儀表，就不需要附加外部電阻，這時(shí)候HART適配器可以和4…20mA線并聯(lián)。
安裝說(shuō)明
定位
推薦距離（1）墻至安裝短管的外壁：
離罐壁為罐直徑1/6處，最小為30cm。
不能安裝在入料口的上方（4）。
不能安裝在中心位置（3），干擾回波會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失。
為防止直接日曬或雨淋，建議使用保護(hù)蓋。
罐內(nèi)安裝
在信號(hào)波束內(nèi)，應(yīng)避免由如下安裝物（1）：例如限位開關(guān)，溫度傳感器等。
對(duì)稱裝置（2），如真空環(huán)， 線圈，擋板等等。
選擇
天線尺寸：天線越大，波束角越小，干擾回波將越弱。
天線調(diào)整：將天線調(diào)整到測(cè)量位置。
導(dǎo)波管：導(dǎo)波管用來(lái)避免干擾回波。
頂部反射
由于浮動(dòng)頂?shù)牟环€(wěn)定移動(dòng)性，所以浮動(dòng)頂不推薦使用于高精度測(cè)量，一種特殊的反射裝置可在浮動(dòng)頂應(yīng)用。
安裝位置：
浮頂上反射板位置：
反射裝置的上部邊緣水平。
對(duì)于傾斜面（例如圓形浮頂），反射裝置的支撐裝置的支撐腳必須根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
罐內(nèi)安裝
標(biāo)準(zhǔn)安裝
雷達(dá)天線不可向罐壁傾斜。
為了使溫度影響最小化，在對(duì)接法蘭的連接處必須使用彈簧墊圈。
桿式天線必須伸出安裝短管。
垂直放置桿式天線，不要讓雷達(dá)束指向罐壁。
雷達(dá)天線不可向罐壁傾斜。
喇叭天線必須延伸出安裝短管，否則應(yīng)使用天線延伸管。
喇叭天線必須調(diào)整至垂直，不要讓雷達(dá)束指向罐壁。
導(dǎo)波管內(nèi)安裝
雷達(dá)傳感器通過(guò)導(dǎo)波管或旁通管進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量管起到導(dǎo)波作用。下面是一個(gè)測(cè)量管（導(dǎo)波管的構(gòu)造圖）
測(cè)量管內(nèi)壁必須平滑，如果可能的話測(cè)量管的內(nèi)徑需要與喇叭口的直徑相符，請(qǐng)使用拉拔或縱伸焊接的不銹鋼管。可以通過(guò)預(yù)先焊接的法蘭盤或焊接頭延長(zhǎng)測(cè)量管。
必須注意：
焊接時(shí)，不能產(chǎn)生凸點(diǎn)或凸緣。將法蘭和測(cè)量管對(duì)齊固定，然后焊接。焊接不要穿透測(cè)量管管壁管內(nèi)壁必須保持平滑，一定要小心的除去焊縫和不平滑的地方，否則會(huì)造成很強(qiáng)的虛假回波。
波束角
波束角為當(dāng)雷達(dá)能量密度達(dá)到最大能量密度的一半（3dB）寬度時(shí)的角度α，微波可散射到波束外部且可被干擾裝置所反射，波束角與天線型號(hào)（直徑）有關(guān)。
