雷达物位计

江苏奥科仪表有限公司

T：/   柏经理

雷达物位计对固体物料仓（包括粉矿仓）物位测量、工作稳定的调频物位计。适用于仓内结构复杂（含有不可移除的障碍物）、仓内粉尘较多、物料反射弱等工况恶劣的现场。适用于对液体、浆料、颗粒料及块料的物位进行非接触式连续测量，适用于温度、压力变化大；有惰性气体及挥发存在的场合。采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量较低，可安装于各种金属、 非 金属容器或管道内，对人体及环境均无伤害。

工作原理
物位计采用调频连续波（FMCW）原理，利用发射信号与接收信号之间的频率差来确定目标距离。基于FMCW原理的物位计连续处理回波信号，所以在物位测量的准确性、及时性以及稳定性效果更佳。

根据多个现场的数据采集以及实验，功能完善的数据处理算法，建立了可靠的数学模型。可根据现场仓内的实际情况采集相应的数学模型，让物位计更适应现场物位的测量。

调频连续波雷达原理图

S：距离   C：光速   △f：差频   B：扫频带宽   T：扫频时间   

产品特点

1、业X波段固体物位计。X波段雷达兼顾穿透能力、抗力、测量精度以及反射特性等综合性能指标。大波束角检测技术的突破使该技术得以从以往的高精度液位测量领域拓展到高性能固体物位测量领域。

2、量程150m，盲区0米，精度5mm，重复性0.5mm，分辨率0.3mm。

3、具有标准料位、料位、料位、平均料位，智能料位共5种料位检测模式供用户选择，可对料仓位进行更全面的监测。

4、操作使用极其便捷。可以通过红外遥控器、HART手持器、HART总线等手段对仪表进行本地及远程设置及调试，并有高度智能化的设置向导功能，引导用户在5分钟之内即可完成对仪表的参数设置。

性能指标

• 波束角：      18°

• 量程：           150m

• 盲区：           0m

• 精度：           ±5mm

• 重复性：       0.5mm

• 分辨率：       0.3mm

• 输出信号：   4-20mA/HART，开关量输入或输出

• 电源：          220V 50Hz

• 适应温度：   -40～65℃

雷达物位计输入

天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路，微处理器对此信号进行处理，识别出微波脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成，精度可达到毫米级。距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：
D=C×T/2
其中C为光速
因空罐的距离E已知，则物位L为：
L=E-D

输出
通过输入空罐高度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。
测量盲区
盲区（BD）是从测量参考点到物位时的介质表面的最小距离。

测量条件
注意事项
测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算，但在特殊情况下，若罐低为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。
若介质为低介电常数当其处于低液位时，罐低可见，此时为保证测量精度，建议将零点定在低高度为C 的位置。
理论上测量达到天线的位置是可能的，但是考虑到腐蚀及粘附的影响，测量范围的终值应距离天线的至少50mm。
对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。
最小测量范围与天线有关。
随浓度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以将其反射，但在一定的条件下是可以进行测量的。

测量范围超出的动作
当测量范围超出时，仪表输出为22mA电流。
电气连接
两线制
HART通信的最小负载：250Ω
电缆入口：M20×1.5
内设极性反接，射频干扰，及尖峰过压的保护电路。

调试
GDPULS可以通过三种方式调试：
通过显示调整模块GPM
通过调试软件GDPFSOFTWARE
通过HART手持编程器

现场现场编程模块（GPM）
GPM编程器由6个按键和一个液晶显示屏，可以显示调整菜单和参数设置。其功能相当于一个分析处理仪表。

通过GDPF软件调试
无论那种信号输出，4…20mA/HART, Profibus PA,雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用GDPF软件进行调试，GDPULS需要一个仪表CONNECTCAT驱动器。软件和CONNECTCAT驱动器可以作为附件订购。

使用软件调试的时候，给雷达仪表加电24VDC，同时在连接HART适配器前端加一个250欧姆的电阻。如果一体式HART电阻（内部电阻250欧姆）的供电仪表，就不需要附加外部电阻，这时候HART适配器可以和4…20mA线并联。

安装说明
定位
推荐距离（1）墙至安装短管的外壁：
离罐壁为罐直径1/6处，最小为30cm。
不能安装在入料口的上方（4）。
不能安装在中心位置（3），干扰回波会导致信号丢失。
为防止直接日晒或雨淋，建议使用保护盖。

罐内安装
在信号波束内，应避免由如下安装物（1）：例如限位开关，温度传感器等。
对称装置（2），如真空环， 线圈，挡板等等。

选择
天线尺寸：天线越大，波束角越小，干扰回波将越弱。
天线调整：将天线调整到测量位置。
导波管：导波管用来避免干扰回波。
顶部反射
由于浮动顶的不稳定移动性，所以浮动顶不推荐使用于高精度测量，一种特殊的反射装置可在浮动顶应用。
安装位置：
浮顶上反射板位置：
反射装置的上部边缘水平。
对于倾斜面（例如圆形浮顶），反射装置的支撑装置的支撑脚必须根据需要进行调整。


罐内安装
标准安装
雷达天线不可向罐壁倾斜。
为了使温度影响最小化，在对接法兰的连接处必须使用弹簧垫圈。
杆式天线必须伸出安装短管。
垂直放置杆式天线，不要让雷达束指向罐壁。

雷达天线不可向罐壁倾斜。
喇叭天线必须延伸出安装短管，否则应使用天线延伸管。
喇叭天线必须调整至垂直，不要让雷达束指向罐壁。

导波管内安装
雷达传感器通过导波管或旁通管进行测量，测量管起到导波作用。下面是一个测量管（导波管的构造图）
测量管内壁必须平滑，如果可能的话测量管的内径需要与喇叭口的直径相符，请使用拉拔或纵伸焊接的不锈钢管。可以通过预先焊接的法兰盘或焊接头延长测量管。
必须注意：
焊接时，不能产生凸点或凸缘。将法兰和测量管对齐固定，然后焊接。焊接不要穿透测量管管壁管内壁必须保持平滑，一定要小心的除去焊缝和不平滑的地方，否则会造成很强的虚假回波。

波束角
波束角为当雷达能量密度达到能量密度的一半（3dB）宽度时的角度α，微波可散射到波束外部且可被干扰装置所反射，波束角与天线型号（直径）有关。