料位計顯示哪些數據

『壹』 雷達料位計的原理及應用

雷達料位計的原理及應用？
一、概述

料位是工業生產中的一個重要參數。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，吹氣法、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。雷達料位計運用先進的雷達測量技術，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，顯示出其卓越的性能，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，傳播速度相當於光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易於被反射，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。

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。雷達感測器的天線以波束的形式發射最小5.8GHz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感測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；

2. 雷達料位計測量料位的先進技術：

(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後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准確測量的關鍵因素。

(2)測量數據處理：
由於液面波動和隨機雜訊等因素的影響，檢測信號中必然混有大量雜訊。為了提高檢測的准確度，必須對檢測信號進行處理，盡可能消除雜訊。
經過大量的實驗驗證，採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。

(3)雷達料位計的特點：
由於雷達料位計採用了上述先進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准確地測量。
②操作簡單，調試方便。
③准確安全且節省能源。
④無需維修且可靠性強。
⑤幾乎可以測量所有介質。

三、安裝應注意的問題

(1) 當測量液態物料時，感測器的軸線和介質表面保持垂直；當測量固態物料時，由於固體介質會有一個堆角，感測器要傾斜一定的角度。

(2) 盡量避免在發射角內有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線最近的1/3錐形發射區內有障礙裝置（因為障礙裝置越近，虛假反射信號越強）。若實在避免不了，建議用一個折射板將過強的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度，使感測器較容易地將虛假信號濾出。

(3) 要避開進料口，以免產生虛假反射。

(4) 感測器不要安裝在拱形罐的中心處（否則感測器收到的虛假回波會增強），也不能距離罐壁很近安裝，最佳安裝位置在容器半徑的1/2處。

(5) 要避免安裝在有很強渦流的地方。如：由於攪拌或很強的化學反應等，建議採用導波管或旁通管測量。

(6) 若感測器安裝在接管上，天線必須從接管伸出來。喇叭口天線伸出接管至少10mm。棒式天線接管長度最大100或250mm。接管直徑最小250mm。可以採取加大接管直徑的方法，以減少由於接管產生的干擾回波。

(7) 關於導波管天線：導波管內壁一定要光滑，下面開口的導波管必須達到需要的最低液位，這樣才能在管道中進行測量。感測器的類型牌要對准導波管開孔的軸線。若被測介電常數小於4，需在導波管末端安裝反射板，或將導波管末端彎成一個彎度，將容器底的反射回波折射走。

四、應用中存在的問題及解決方法

有些工況下所使用的雷達料位計，因為感測器安裝位置不當及條件所致，出現了一些問題，下面將對一些使用中的問題提出解決方案,供大家參考。

1．探頭結疤和頻繁故障的解決方法

第一個辦法是將探頭安裝位置提高，但是有時候安裝條件限制，不能提高的情況下，就應採用將料位測量值與該槽的泵聯鎖的辦法，解決這一難題：將最高料位設定值減小0.5m左右，當料位達到該最高值時，即可停進料泵或開啟出料泵。

2．雷達料位計被淹相應的改進辦法

解決這種問題的辦法是將雷達料位計改為導波管式測量。仍在原開孔處安裝導波管式雷達料位計，導波管高於排汽管0.2m左右， 這樣一來，即使出現料漿從排汽管溢出的惡劣工況，也不會使料位計天線被料漿淹沒，而且避免了攪拌器渦流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出，減少了對探頭的損害，同時由於導波管聚焦效果好，接收的雷達波信號更強，取得了很好的測量效果。使用導波管測量方式，可以改善表計測量條件，提高儀表測量性能,具有很高的推廣應用價值。

3．關於泡沫對測量的影響

干泡沫和濕泡沫能將雷達波反射回來，對測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴散雷達波，因而嚴重影響回波的反射甚至沒有回波。當介質表面為稠而厚的泡沫時，測量誤差較大或無法測量，在這種工況下，雷達料位計不具有優勢，這是其應用的局限性。

4．對於天線結疤的處理

介電常數很小的掛料在乾燥狀態下對測量無影響，而介電常數很高的掛料則對測量有影響。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗），且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元件的溫度。還可用酸性清洗液清洗鹼性結疤，但在清洗期間不能進行料位測量。

五、結束語

雷達料位計是目前各類料位測量儀表中適用范圍最廣、測量最精確、維護最方便的料位測量儀表。隨著其價格的進一步降低，性價比的提高，應用將會越來越廣泛，在料位測量中發揮越來越重要的作用。本文對其進行系統的闡述，旨在為廣大維護人員更好地使用和掌握它，希望能對大家提供一些借鑒和幫助。

來源:遼陽富士儀表有限公司

『貳』 雷達料位計選型的技術參數

MONITOR 四線導波雷達料位計的參數如下：
精 度 液體：量程小於6m時，5mm/測量值0.02%
固體：20mm
溫度漂移 0.01%/℃
重 復 性 0.3mm或1mm
介質溫度 -50～250℃
法蘭溫度 -30～200℃/150℃防爆型
環境溫度 -20～50℃
耐 壓 40bar/可選100bar(在20℃並使用316SS法蘭)
表頭顯示 LCD可選
標准輸出 4～20mA/HART/RS485/Profibus-PA/FF
故障診斷輸出 22mA
供 電 100～240VAC/ 21～27VDC
外殼材料 鑄鋁還氧塗層
防護等級 IP67
防 爆 ATEX II 1G 或II 1/2 D T 100℃ EEX ia II
C T6...T3或EEX ia II B T6...T3
重 量 8Kg(無探頭)/9Kg(無探頭，防爆)

『叄』 雷達料位計的技術參數

KERD-900HA/HB/HC系列導波雷達料位計的技術參數如下：
精度 液體：量程小於15m時，±0.1mm；量程大於15m時，測量值±0.2%
固體：20mm±0.05%
溫度飄移 0.01%/℃
重復性 1mm
介質溫度 -50～250℃
法蘭溫度 -30～200℃/-30～150℃防爆型
環境溫度 -30～60℃/-30～55℃防爆型
耐壓 40bar
表頭顯示 LCD可選
標准輸出 4～20mA/HART
故障診斷輸出 22mA
供電 18～35VDC/ 小於28VDC防爆型
外殼材料 鑄鋁還氧塗層
防護等級 NEMA(IP68)
防爆 ATEX II 1G 或II 1/2 D T 100℃ EEX ia II C T6...T3或EEX ia II B T6...T3
重量 2Kg(無探頭)

『肆』 料位計的介紹

料位計是指對容器中固體物料高度的變化進行實時檢測的儀表。 此種儀表通常輸出4-20mA或1-5V的標准信號與顯示儀表或計算機系統連接，也可以通過RS-485或Modbus/Profitbus/Hart現場匯流排方式與計算系統相連接。料位計也稱為料位變送器、料位控制器、料位儀、物位計等。

『伍』 雷達料位計的簡介

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，傳播速度相當於光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易於被反射，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。
KERD-800/900系列雷達料位計的頻率越高，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。
發射－反射－接收是雷達式料位計工作的基本原理。雷達感測器的天線以波束的形式發射最小5.8GHz的雷達信號。反射回來的信號仍由天線接收，KERD-800/900系列雷達料位計雷達脈沖信號從發射到接收的運行時間與感測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
NIVELCO導波雷達料位計是依據時域反射原理( T D R T i m eDomain Reflectometry)為基礎的雷達料位計,時域反射原理首先是用於通訊電纜的故障檢測，今天我們將導波雷達料位計成功應用於工業測量領域. 1.回波處理新技術的應用從KERD-800/900系列雷達料位計雷達料位計的測量原理可以知道，KERD-800/900系列雷達料位計雷達料位計是通過處理雷達波從探頭發射到介質表面然後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KERD-800/900系列雷達料位計雷達料位計能夠准確測量的關鍵因素。
2.測量數據處理：
由於液面波動和隨機雜訊等因素的影響，檢測信號中必然混有大量雜訊。為了提高檢測的准確度，必須對檢測信號進行處理，盡可能消除雜訊。
經過大量的實驗驗證，採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。
3.KERD-800/900系列雷達料位計雷達料位計的特點：
由於KERD-800/900系列雷達料位計雷達料位計採用了上述先進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，KERD-800/900系列雷達料位計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准確地測量。
②操作簡單，調試方便。
③准確安全且節省能源。
④無需維修且可靠性強。
⑤幾乎可以測量所有介質。
三、安裝應注意的問題
（1）當測量液態物料時，感測器的軸線和介質表面保持垂直；當測量固態物料時，由於固體介質會有一個堆角，感測器要傾斜一定的角度。
（2）盡量避免在發射角內有造成假反射的裝置。特別要避免在距離天線最近的1/3錐形發射區內有障礙裝置（因為障礙裝置越近，虛假反射信號越強）。若實在避免不了，建議用一個折射板將過強的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度，使感測器較容易地將虛假信號濾出。
（3）要避開進料口，以免產生虛假反射。
（4）感測器不要安裝在拱形罐的中心處（否則感測器收到的虛假回波會增強），也不能距離罐壁很近安裝，最佳安裝位置在容器半徑的1/2處。
（5）要避免安裝在有很強渦流的地方。如：由於攪拌或很強的化學反應等，建議採用導波管或旁通管測量。
（6）若感測器安裝在接管上，天線必須從接管伸出來。喇叭口天線伸出接管至少10mm。棒式天線接管長度最大100或250mm。接管直徑最小250mm。可以採取加大接管直徑的方法，以減少由於接管產生的干擾回波。
（7）關於導波管天線：導波管內壁一定要光滑，下面開口的導波管必須達到需要的最低液位，這樣才能在管道中進行測量。感測器的類型牌要對准導波管開孔的軸線。若被測介電常數小於4，需在導波管末端安裝反射板，或將導波管末端彎成一個彎度，將容器底的反射回波折射走。
四、應用中存在的問題及解決方法
有些工況下所使用的雷達料位計，因為感測器安裝位置不當及條件所致，出現了一些問題，下面將對一些使用中的問題提出解決方案,供大家參考。
1．探頭結疤和頻繁故障的解決方法第一個辦法是將探頭安裝位置提高，但是有時候安裝條件限制，不能提高的情況下，就應採用將料位測量值與該槽的泵聯鎖的辦法，解決這一難題：將最高料位設定值減小0.5m左右，當料位達到該最高值時，即可停進料泵或開啟出料泵。
2．KERD-800/900系列雷達料位計雷達料位計被淹相應的改進辦法
解決這種問題的辦法是將雷達料位計改為導波管式測量。仍在原開孔處安裝導波管式雷達料位計，導波管高於排汽管0.2m左右， 這樣一來，即使出現料漿從排汽管溢出的惡劣工況，也不會使料位計天線被料漿淹沒，而且避免了攪拌器渦流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出，減少了對探頭的損害，同時由於導波管聚焦效果好，接收的雷達波信號更強，取得了很好的測量效果。使用導波管測量方式，可以改善表計測量條件，提高儀表測量性能,具有很高的推廣應用價值。
3．關於泡沫對測量的影響：
干泡沫和濕泡沫能將雷達波反射回來，對測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴散雷達波，因而嚴重影響回波的反射甚至沒有回波。當介質表面為稠而厚的泡沫時，測量誤差較大或無法測量，在這種工況下，雷達料位計不具有優勢，這是其應用的局限性。
4．對於天線結疤的處理：
介電常數很小的掛料在乾燥狀態下對測量無影響，而介電常數很高的掛料則對測量有影響。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗），且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元件的溫度。還可用酸性清洗液清洗鹼性結疤，但在清洗期間不能進行料位測量。 KERD-800/900系列雷達料位計導波雷達料位計的技術優勢：雷達料位計對液體、顆粒及漿料連續物位測量。測量不受介質變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。雷達料位計的精度為5mm，量程60米，耐250度高溫、40公斤高壓，雷達料位計適用於爆炸危險區域。
調頻連續波雷達料位計的技術優勢：用於液體或固體的非接觸液位變送器 不受電導常數，溫度，壓力和密度變化影響， 雷達料位計的精度可達±1mm 測量范圍可達100m ，罐底跟蹤（TBF）方式用於測量低電導常數，介質法蘭溫度可達250ºC 介質溫度-60ºC—600ºC 壓力可達64bar HART，通訊方式PA，FF，RS485 ATEX爆炸測試認證。 前已成為市場上的主流產品目，主要分為KERD-800/900系列雷達料位計脈沖雷達物位計和導波雷達物位計。低頻脈沖雷達物位計盡管具有價格相對低廉的優點，但在主要應用領域中，屬於逐漸被淘汰的產品。與低頻脈沖雷達物位計相比，高頻脈沖雷達物位計在應用過程中有以下優點：
1．KERD-800/900系列雷達料位計高頻雷達物位計（主要指26GHz和24GHz）具有能量高，波束角小，天線尺寸小，精度高等優點。
2.26GHz雷達波長11mm，6GHz雷達波長50mm，雷達物位計在測量散裝料位時，雷達波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強度與物料大小成正比，與波長成反比，而大部份散裝料直徑遠遠小於50mm，這就是目前26GHz雷達是測量散裝料物位最佳選擇的原因。
3．在一些直徑小而高度並不是很高的小型罐的應用中，6GHz雷達天線長（300-400mm）無形中增大了盲區（大約600mm），另外由於6GHz雷達方向性差（開角大）在小罐中會產生多徑反射；而26GHz雷達頻率高，天線短，方向性好，克服了6GHz雷達的缺點，適用於小罐測量。
4．由於現場環境惡劣，隨著時間推移，雷達天線會堆積污物、水汽等，26GHz雷達天線小，附加天線罩可大大改善因污物、水汽造成的影響；6GHz雷達天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理困難。
5．由於26GHz雷達方向性好，很多惡劣工況，可通過簡單隔離，將KERD-800/900系列雷達料位計雷達物位計裝在容器外進行測量

『陸』 常用的料位計有哪些種類，測量原理是什麼

物位的測量，一直是工業自動化領域需要解決的問題之一。料位的准確測量對企業的生產安全以及生產效率都有很好的指導意義。

下面潛合自動化為大家介紹一下各種常用的料位計的測量原理：

超聲波料位計：音波發射頭能發射一束強烈音波脈沖，當此音波到達物料表面時會有反射波傳回發射頭，此反射波經由發射頭轉換成電氣信號，然後被送到超音波控制器，由控制器計算音波反射傳送時間，再轉換成料位或距離。 雷達料位計工作的基本原理和超聲波料位計一樣：發射-反射-接收，不同的是採用的為雷達波。

射頻導納料位計：所謂射頻導納，導納的含義為電學中阻抗的倒數，它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成，而射頻即高頻無線電波譜，所以射頻導納可以理解為用高頻無線電波測量導納。儀表工作時，儀表的感測器與灌壁及被測介質形成導納值，物位變化時，導納值相應變化，電路單元將測量導納值轉換成物位信號輸出，實現物位測量。射頻導納料位計有射頻導納連續料位計和射頻導納開關兩種，前者輸出模擬量信號，後者輸出開關量信號。

重錘式料位計：重錘式料位計的主要部件有：重錘、安裝法蘭、測量機構、吹灰裝置、導向輪、鋼絲繩、鋼絲繩捲筒、擺桿機構、控制單元、電機、測控單元、計量單元和電氣介面。

工作工程由控制器控制，操作員可設定控制器的自動、手動工作模式，感測器接到探測命令時，電機正轉，經減速機構後帶動繞線筒轉動，鋼纜下放，重錘跟隨其下 降，當重錘降至料面時被料面托起而失重，鋼絲繩松馳，靈敏杠桿動作使霍爾元件動作，並將位置信號傳遞給控制器，控制器得到該信號後立即發出電機反轉命令， 重錘隨鋼絲繩上升返回，直到重錘回到倉頂原始位置，電機停轉，完成一次探測過程。

在此過程中，控制器通過檢測繞線筒轉動的碼數計算出重錘從倉頂到料面間的距離，並以4—20mA電流信號、標準的MODBUS串列通訊方式、干接點三種方式傳輸給DCS系統或外置顯示單元料位及報警信號。