料位计显示哪些数据

『壹』 雷达料位计的原理及应用

雷达料位计的原理及应用？
一、概述

料位是工业生产中的一个重要参数。料位测量的方法很多，针对不同的工况和介质可以使用不同测量原理的料位计，吹气法、静压式、浮球式、重锤式、超声波等几种常用的料位测量仪表，都有各自的特点和应用范围。雷达料位计运用先进的雷达测量技术，以其优良的性能，尤其是在槽罐中有搅拌、温度高、蒸汽大、介质腐蚀性强、易结疤等恶劣的测量条件下，显示出其卓越的性能，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。

二、原理及技术性能

雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。

雷达波的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，雷达料位计的测量效果越好。

1. 雷达料位计的基本原理

雷达式料位计组成：它主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示、故障报警等几部分组成。

发射－反射－接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收，雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。
即：h= H–vt/2
式中 h为料位；H为槽高； v为雷达波速度；t为雷达波发射到接收的间隔时间；

2. 雷达料位计测量料位的先进技术：

(1)回波处理新技术的应用
从雷达料位计的测量原理可以知道，雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的，在反射信号中混合有许多干扰信号，所以，对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为雷达料位计能够准确测量的关键因素。

(2)测量数据处理：
由于液面波动和随机噪声等因素的影响，检测信号中必然混有大量噪声。为了提高检测的准确度，必须对检测信号进行处理，尽可能消除噪声。
经过大量的实验验证，采用数据平滑方法可以达到满意的效果。此方法也可有效的克服罐内搅拌器对测量的影响。

(3)雷达料位计的特点：
由于雷达料位计采用了上述先进的回波处理和数据处理技术，加上雷达波本身频率高，穿透性能好的特点，所以，雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更加优良的性能。
①可在恶劣条件下连续准确地测量。
②操作简单，调试方便。
③准确安全且节省能源。
④无需维修且可靠性强。
⑤几乎可以测量所有介质。

三、安装应注意的问题

(1) 当测量液态物料时，传感器的轴线和介质表面保持垂直；当测量固态物料时，由于固体介质会有一个堆角，传感器要倾斜一定的角度。

(2) 尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。特别要避免在距离天线最近的1/3锥形发射区内有障碍装置（因为障碍装置越近，虚假反射信号越强）。若实在避免不了，建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度，使传感器较容易地将虚假信号滤出。

(3) 要避开进料口，以免产生虚假反射。

(4) 传感器不要安装在拱形罐的中心处（否则传感器收到的虚假回波会增强），也不能距离罐壁很近安装，最佳安装位置在容器半径的1/2处。

(5) 要避免安装在有很强涡流的地方。如：由于搅拌或很强的化学反应等，建议采用导波管或旁通管测量。

(6) 若传感器安装在接管上，天线必须从接管伸出来。喇叭口天线伸出接管至少10mm。棒式天线接管长度最大100或250mm。接管直径最小250mm。可以采取加大接管直径的方法，以减少由于接管产生的干扰回波。

(7) 关于导波管天线：导波管内壁一定要光滑，下面开口的导波管必须达到需要的最低液位，这样才能在管道中进行测量。传感器的类型牌要对准导波管开孔的轴线。若被测介电常数小于4，需在导波管末端安装反射板，或将导波管末端弯成一个弯度，将容器底的反射回波折射走。

四、应用中存在的问题及解决方法

有些工况下所使用的雷达料位计，因为传感器安装位置不当及条件所致，出现了一些问题，下面将对一些使用中的问题提出解决方案,供大家参考。

1．探头结疤和频繁故障的解决方法

第一个办法是将探头安装位置提高，但是有时候安装条件限制，不能提高的情况下，就应采用将料位测量值与该槽的泵联锁的办法，解决这一难题：将最高料位设定值减小0.5m左右，当料位达到该最高值时，即可停进料泵或开启出料泵。

2．雷达料位计被淹相应的改进办法

解决这种问题的办法是将雷达料位计改为导波管式测量。仍在原开孔处安装导波管式雷达料位计，导波管高于排汽管0.2m左右， 这样一来，即使出现料浆从排汽管溢出的恶劣工况，也不会使料位计天线被料浆淹没，而且避免了搅拌器涡流的干扰及大量蒸汽从探头处冒出，减少了对探头的损害，同时由于导波管聚焦效果好，接收的雷达波信号更强，取得了很好的测量效果。使用导波管测量方式，可以改善表计测量条件，提高仪表测量性能,具有很高的推广应用价值。

3．关于泡沫对测量的影响

干泡沫和湿泡沫能将雷达波反射回来，对测量无影响；中性泡沫则会吸收和扩散雷达波，因而严重影响回波的反射甚至没有回波。当介质表面为稠而厚的泡沫时，测量误差较大或无法测量，在这种工况下，雷达料位计不具有优势，这是其应用的局限性。

4．对于天线结疤的处理

介电常数很小的挂料在干燥状态下对测量无影响，而介电常数很高的挂料则对测量有影响。可用压缩空气吹扫（或清水冲洗），且冷却的压缩空气可降低法兰和电器元件的温度。还可用酸性清洗液清洗碱性结疤，但在清洗期间不能进行料位测量。

五、结束语

雷达料位计是目前各类料位测量仪表中适用范围最广、测量最精确、维护最方便的料位测量仪表。随着其价格的进一步降低，性价比的提高，应用将会越来越广泛，在料位测量中发挥越来越重要的作用。本文对其进行系统的阐述，旨在为广大维护人员更好地使用和掌握它，希望能对大家提供一些借鉴和帮助。

来源:辽阳富士仪表有限公司

『贰』 雷达料位计选型的技术参数

MONITOR 四线导波雷达料位计的参数如下：
精 度 液体：量程小于6m时，5mm/测量值0.02%
固体：20mm
温度漂移 0.01%/℃
重 复 性 0.3mm或1mm
介质温度 -50～250℃
法兰温度 -30～200℃/150℃防爆型
环境温度 -20～50℃
耐 压 40bar/可选100bar(在20℃并使用316SS法兰)
表头显示 LCD可选
标准输出 4～20mA/HART/RS485/Profibus-PA/FF
故障诊断输出 22mA
供 电 100～240VAC/ 21～27VDC
外壳材料 铸铝还氧涂层
防护等级 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(无探头)/9Kg(无探头，防爆)

『叁』 雷达料位计的技术参数

KERD-900HA/HB/HC系列导波雷达料位计的技术参数如下：
精度 液体：量程小于15m时，±0.1mm；量程大于15m时，测量值±0.2%
固体：20mm±0.05%
温度飘移 0.01%/℃
重复性 1mm
介质温度 -50～250℃
法兰温度 -30～200℃/-30～150℃防爆型
环境温度 -30～60℃/-30～55℃防爆型
耐压 40bar
表头显示 LCD可选
标准输出 4～20mA/HART
故障诊断输出 22mA
供电 18～35VDC/ 小于28VDC防爆型
外壳材料 铸铝还氧涂层
防护等级 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(无探头)

『肆』 料位计的介绍

料位计是指对容器中固体物料高度的变化进行实时检测的仪表。 此种仪表通常输出4-20mA或1-5V的标准信号与显示仪表或计算机系统连接，也可以通过RS-485或Modbus/Profitbus/Hart现场总线方式与计算系统相连接。料位计也称为料位变送器、料位控制器、料位仪、物位计等。

『伍』 雷达料位计的简介

雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。
KERD-800/900系列雷达料位计的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，雷达料位计的测量效果越好。
发射－反射－接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收，KERD-800/900系列雷达料位计雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。
即：h= H–vt/2
式中 h为料位；H为槽高； v为雷达波速度；t为雷达波发射到接收的间隔时间
NIVELCO导波雷达料位计是依据时域反射原理( T D R T i m eDomain Reflectometry)为基础的雷达料位计,时域反射原理首先是用于通讯电缆的故障检测，今天我们将导波雷达料位计成功应用于工业测量领域. 1.回波处理新技术的应用从KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计的测量原理可以知道，KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的，在反射信号中混合有许多干扰信号，所以，对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计能够准确测量的关键因素。
2.测量数据处理：
由于液面波动和随机噪声等因素的影响，检测信号中必然混有大量噪声。为了提高检测的准确度，必须对检测信号进行处理，尽可能消除噪声。
经过大量的实验验证，采用数据平滑方法可以达到满意的效果。此方法也可有效的克服罐内搅拌器对测量的影响。
3.KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计的特点：
由于KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计采用了上述先进的回波处理和数据处理技术，加上雷达波本身频率高，穿透性能好的特点，所以，KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更加优良的性能。
①可在恶劣条件下连续准确地测量。
②操作简单，调试方便。
③准确安全且节省能源。
④无需维修且可靠性强。
⑤几乎可以测量所有介质。
三、安装应注意的问题
（1）当测量液态物料时，传感器的轴线和介质表面保持垂直；当测量固态物料时，由于固体介质会有一个堆角，传感器要倾斜一定的角度。
（2）尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。特别要避免在距离天线最近的1/3锥形发射区内有障碍装置（因为障碍装置越近，虚假反射信号越强）。若实在避免不了，建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度，使传感器较容易地将虚假信号滤出。
（3）要避开进料口，以免产生虚假反射。
（4）传感器不要安装在拱形罐的中心处（否则传感器收到的虚假回波会增强），也不能距离罐壁很近安装，最佳安装位置在容器半径的1/2处。
（5）要避免安装在有很强涡流的地方。如：由于搅拌或很强的化学反应等，建议采用导波管或旁通管测量。
（6）若传感器安装在接管上，天线必须从接管伸出来。喇叭口天线伸出接管至少10mm。棒式天线接管长度最大100或250mm。接管直径最小250mm。可以采取加大接管直径的方法，以减少由于接管产生的干扰回波。
（7）关于导波管天线：导波管内壁一定要光滑，下面开口的导波管必须达到需要的最低液位，这样才能在管道中进行测量。传感器的类型牌要对准导波管开孔的轴线。若被测介电常数小于4，需在导波管末端安装反射板，或将导波管末端弯成一个弯度，将容器底的反射回波折射走。
四、应用中存在的问题及解决方法
有些工况下所使用的雷达料位计，因为传感器安装位置不当及条件所致，出现了一些问题，下面将对一些使用中的问题提出解决方案,供大家参考。
1．探头结疤和频繁故障的解决方法第一个办法是将探头安装位置提高，但是有时候安装条件限制，不能提高的情况下，就应采用将料位测量值与该槽的泵联锁的办法，解决这一难题：将最高料位设定值减小0.5m左右，当料位达到该最高值时，即可停进料泵或开启出料泵。
2．KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计被淹相应的改进办法
解决这种问题的办法是将雷达料位计改为导波管式测量。仍在原开孔处安装导波管式雷达料位计，导波管高于排汽管0.2m左右， 这样一来，即使出现料浆从排汽管溢出的恶劣工况，也不会使料位计天线被料浆淹没，而且避免了搅拌器涡流的干扰及大量蒸汽从探头处冒出，减少了对探头的损害，同时由于导波管聚焦效果好，接收的雷达波信号更强，取得了很好的测量效果。使用导波管测量方式，可以改善表计测量条件，提高仪表测量性能,具有很高的推广应用价值。
3．关于泡沫对测量的影响：
干泡沫和湿泡沫能将雷达波反射回来，对测量无影响；中性泡沫则会吸收和扩散雷达波，因而严重影响回波的反射甚至没有回波。当介质表面为稠而厚的泡沫时，测量误差较大或无法测量，在这种工况下，雷达料位计不具有优势，这是其应用的局限性。
4．对于天线结疤的处理：
介电常数很小的挂料在干燥状态下对测量无影响，而介电常数很高的挂料则对测量有影响。可用压缩空气吹扫（或清水冲洗），且冷却的压缩空气可降低法兰和电器元件的温度。还可用酸性清洗液清洗碱性结疤，但在清洗期间不能进行料位测量。 KERD-800/900系列雷达料位计导波雷达料位计的技术优势：雷达料位计对液体、颗粒及浆料连续物位测量。测量不受介质变化、温度变化、惰性气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。雷达料位计的精度为5mm，量程60米，耐250度高温、40公斤高压，雷达料位计适用于爆炸危险区域。
调频连续波雷达料位计的技术优势：用于液体或固体的非接触液位变送器 不受电导常数，温度，压力和密度变化影响， 雷达料位计的精度可达±1mm 测量范围可达100m ，罐底跟踪（TBF）方式用于测量低电导常数，介质法兰温度可达250ºC 介质温度-60ºC—600ºC 压力可达64bar HART，通讯方式PA，FF，RS485 ATEX爆炸测试认证。 前已成为市场上的主流产品目，主要分为KERD-800/900系列雷达料位计脉冲雷达物位计和导波雷达物位计。低频脉冲雷达物位计尽管具有价格相对低廉的优点，但在主要应用领域中，属于逐渐被淘汰的产品。与低频脉冲雷达物位计相比，高频脉冲雷达物位计在应用过程中有以下优点：
1．KERD-800/900系列雷达料位计高频雷达物位计（主要指26GHz和24GHz）具有能量高，波束角小，天线尺寸小，精度高等优点。
2.26GHz雷达波长11mm，6GHz雷达波长50mm，雷达物位计在测量散装料位时，雷达波反射主要来自料面的漫反射，漫反射的强度与物料大小成正比，与波长成反比，而大部份散装料直径远远小于50mm，这就是目前26GHz雷达是测量散装料物位最佳选择的原因。
3．在一些直径小而高度并不是很高的小型罐的应用中，6GHz雷达天线长（300-400mm）无形中增大了盲区（大约600mm），另外由于6GHz雷达方向性差（开角大）在小罐中会产生多径反射；而26GHz雷达频率高，天线短，方向性好，克服了6GHz雷达的缺点，适用于小罐测量。
4．由于现场环境恶劣，随着时间推移，雷达天线会堆积污物、水汽等，26GHz雷达天线小，附加天线罩可大大改善因污物、水汽造成的影响；6GHz雷达天线大，加天线罩很困难。且仪表较沉重，清理困难。
5．由于26GHz雷达方向性好，很多恶劣工况，可通过简单隔离，将KERD-800/900系列雷达料位计雷达物位计装在容器外进行测量

『陆』 常用的料位计有哪些种类，测量原理是什么

物位的测量，一直是工业自动化领域需要解决的问题之一。料位的准确测量对企业的生产安全以及生产效率都有很好的指导意义。

下面潜合自动化为大家介绍一下各种常用的料位计的测量原理：

超声波料位计：音波发射头能发射一束强烈音波脉冲，当此音波到达物料表面时会有反射波传回发射头，此反射波经由发射头转换成电气信号，然后被送到超音波控制器，由控制器计算音波反射传送时间，再转换成料位或距离。 雷达料位计工作的基本原理和超声波料位计一样：发射-反射-接收，不同的是采用的为雷达波。

射频导纳料位计：所谓射频导纳，导纳的含义为电学中阻抗的倒数，它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成，而射频即高频无线电波谱，所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。仪表工作时，仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值，物位变化时，导纳值相应变化，电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出，实现物位测量。射频导纳料位计有射频导纳连续料位计和射频导纳开关两种，前者输出模拟量信号，后者输出开关量信号。

重锤式料位计：重锤式料位计的主要部件有：重锤、安装法兰、测量机构、吹灰装置、导向轮、钢丝绳、钢丝绳卷筒、摆杆机构、控制单元、电机、测控单元、计量单元和电气接口。

工作工程由控制器控制，操作员可设定控制器的自动、手动工作模式，传感器接到探测命令时，电机正转，经减速机构后带动绕线筒转动，钢缆下放，重锤跟随其下 降，当重锤降至料面时被料面托起而失重，钢丝绳松驰，灵敏杠杆动作使霍尔元件动作，并将位置信号传递给控制器，控制器得到该信号后立即发出电机反转命令， 重锤随钢丝绳上升返回，直到重锤回到仓顶原始位置，电机停转，完成一次探测过程。

在此过程中，控制器通过检测绕线筒转动的码数计算出重锤从仓顶到料面间的距离，并以4—20mA电流信号、标准的MODBUS串行通讯方式、干接点三种方式传输给DCS系统或外置显示单元料位及报警信号。