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江苏红光仪表厂雷达液位计说明书

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雷达液位计采用“发射一反射一接收”的工作模式。其测量原理是:雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传播速度为常数,则可计算出液面到雷达天线的距离,从而测得液体的液位。
距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T
成正比:D=CxTl2(其中C为光速)
因空罐的距离E已知,则物位L为:L=E一D
(如图1所示)。
通过输人空罐高度E(=零点),满罐高度F(=满量程)及一些应用参数来设定,应用参数将自动使仪表适应测量环境,对应于4}20mA输出。
(江苏红光仪表厂雷达液位计说明书)

(江苏红光仪表厂雷达液位计说明书)

摘要:导波雷达液位计在液位测量中发挥着越来越重要的作用。介绍导波雷达液位计的测量原理及组成,探讨了常见的探头类型、仪表安装方式和注意事项,分析了GWR在工业设备液位和界面测量中的应用。
物料液位是工业生产中的一个重要参数,测量液位的方法有很多[1],针对不同的工况和介质可以使用不同测量原理的液位计[2]。吹气法、差压式、浮球式、电容法、超声波等常用的液位测量仪表都有各自的特点和应用范围。导波雷达液位计(GuidedWaveRadar,GWR)由于具有先进的雷达测量技术,测量时不受介质、温度、惰性气体、蒸汽、粉尘及泡沫等影响,测量长度可灵活变更,测量结果精度较高,故在液位测量中发挥着越来越重要的作用。 1导波雷达液位计的测量原理 GWR是依据时域反射原理为基础的雷达液位计。雷达液位计的电磁脉冲波以光速沿着波导体(探头)向下传送,当遇到被测介质表面时,部分脉冲被反射形成回波并沿相反路径返回到脉冲发射装置,用超高速计时电路(电子表头)精确地测量出脉冲波的传导时间,而发射装置与被测介质表面的距离同传导时间成正比,经计算就可得到液位高度[3-4]。 脉冲发射装置发射的电磁波信号到达介质表面并返回时,信号会衰减。此时,信号强度与介质的介电常数成正比[5],介电常数越大,反射信号越强;反之,反射信号越弱。目前,Magnetrol公司的GWR可用于测量最低介电常数为1.4的介质液位。另外,高导电性介质(如水)产生较强的反射脉冲;而低导电性介质(如烃类)产生较弱的反射脉冲,低导电性介质使得某些电磁波能沿探头(波导体)穿过液面向下传播,直至完全消散或被一种较高导电性的介质反射回来。根据这一特点,可采用GWR测量两种液体的界面(如油/水界面),条件是界面下的液体介电常数应远大于界面上液体的介电常数。 2导波雷达液位计的组成 GWR主要包括液位计电子表头、过程连接和探头3个部分,如图1所示。其中,过程连接包括法兰连接及螺纹连接2种,图1所示为法兰连接。GWR适用于测量绝大部分过程容器和储罐、连接容器和旁路容器的液位,测量的温度和压力限制在探头的额定温度和压力范围内。Magnetrol公司的GWR适用的介质温度可达400℃,其压力可高达34.45Pa(5000psig)。另外,如果工艺过程温度过高,还可将GWR装在容器的旁路管中,这样能起到一定的降温作用。 3GWR探头与旁路管 3.1探头 在实际应用中,GWR探头的选择十分重要。探头主要有同轴式、双杆式(硬缆或软缆)和单杆式(硬缆或软缆)3种[6-7],如图2所示。 同轴式探头是所有探头配置中最有效的,且在所有应用场合中应首先考虑使用,但是该种探头的长度应控制在5m内,否则不便于运输和安装(一般情况下,若测量范围超过3m,则建议使用软缆式的探头)。若流体有较大的波动,建议使用同轴式探头和硬杆式探头,因为它们具有一定的抗震性;若波动或测量范围太大则必须用软缆式探头,以便在探头外另加保护套管。值得注意的是,为保证信号传输过程中不受障碍物的干扰,除同轴式探头外,其他类型的探头都有一定的空间要求。由于探头有一定死区,死区的大小与测量介质的介电常数成反比。如果测量介质的介电常数越大,测量时的死区越小;反之,死区越大。对于不同厂家的产品,死区的大小都有差别,Magnetrol公司探头的死区范围为25~150mm。在确定探头长度时需要将死区的大小考虑在内,应确保探头能插入到最低液面下的一定距离。Magnetrol公司的GWR在测量最低液位时,要求选择的探头长度应确保探头能插入到液面下25~150mm。 3.2GWR旁路管 在测量液位时,GWR可以直接插入设备中,或装在旁路管里。旁路管由管道部门或GWR供货商提供。旁路管与探头的连接方式应根据所用探头的连接方式而定,可以是法兰连接,也可以是螺纹连接。 如图3所示为GWR旁路管。旁路管应遵照项目的管道设计规范进行设计。对于腐蚀性较高的介质还应考虑一定的腐蚀余量,如应符合美国腐蚀工程师协会(NACE)的标准等。旁路管与设备连接时,其法兰连接管口应完全垂直于旁路管,其中心线与设备管口的中心线应在同一水平面上,必要时可使用夹具装置(JigSet)校正。应根据探头的长度来确定旁路管的长度,如果旁路管过长,还应在测量范围的中心位置使用机械支撑,对旁路管起到支撑作用。旁路管的制作应根据项目的要求确定,图4所示为某项目所用的机械支撑。 4GWR在液位测量中的应用 4.1GWR的合理安装 合理选择安装位置对GWR十分重要,将影响到测量?

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