雷达料位计产品说明书.doc

6.3G 智能雷达物位计产品说明书金湖通科仪表有限公司 目 录一、 智能雷达物位计测量原理 3产品简介 4安装指南 5仪表尺寸 9测量条件 11编程调试 11技术参数 13产品选型 14二、导波雷达物位计测量原理 17产品简介 19安装指南 20调 试 23仪表尺寸 24技术参数 24产品选型 25三、物位计选型参数表26脉冲型雷达物位计一、测量原理发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量。即使工况比较复杂的情况下，存在虚假回波，用最新的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。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，识别出微脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由脉冲软件完成，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=CT/2其中C为光速因空罐的距离E已知，则物位L为：L=E-D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420mA输出。应用介质：l 6.3G智能系列雷达物位计适用于对液体、浆料及颗粒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。l 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。二、产品简介6.3G智能系列脉冲雷达物位仪表类 别801802803应 用压力小，过程条件简单，腐蚀性的液体、浆料比如：污水液位测量挥发性小的酸碱液位测量浆料料位测量存储或过程容器腐蚀性的液体、浆料比如：具有压力的液位测量污水液位测量挥发性大的酸碱液位测量浆料料位测量适应各种存储容器或过程计量环境，液体、浆料、固体比如：原油、轻油液位测量原煤、石灰石仓位测量焦碳料位测量氢氧化铝液位测量防爆认证Exia II CT6/ Exd II CT6Exia II CT6/ Exd II CT6Exia II CT6/ Exd II CT6测量范围20米20米35米过程连接螺纹法兰法兰过程温度-40-130标准型-40-130高温型-40-180标准型-40-130高温型-40-250过程压力-1.0-3bar-1.0-20bar-1.0-40bar供电电源两线制DC24V四线制AC220V两线制DC24V四线制AC220V两线制DC24V四线制AC220V信号输出420mA/HART420mA/HART420mA/HART重 复 性 1mm 1mm 1mm精 度 0.1% 0.1% 0.1%频率范围6.3GHz6.3GHz6.3GHz防护等级IP67IP67IP67三、安装指南安装说明 l 推荐距离（1）：罐壁至安装短管的外壁。l 离罐壁为罐直径1/4处，最小距离为测量范围的1/8。例如：8m液位储罐，离罐壁的最小安装距离应为1m。l 不能安装在入料口的上方（4）。l 不能安装在中心位置（3），如果安装在中央，会产生多重虚假回波，干扰回波会导致真实信号丢失。l 如果不能保持仪表与罐壁的距离，罐壁上的介质会黏附造成虚假回波，在调试仪表的时候应该进行虚假回波存储。罐内安装l 在信号波束内，应避免有如下安装物（1）：例如限位开关，温度传感器等。l 对称装置（2），如真空环，加热线圈，挡板等等。l 如果罐内有（1）（2）干涉物件，应采用导波管进行测量。最佳安装选择l 天线尺寸：天线越大，波束角越小，干扰回波将越弱。l 天线调整：将天线调整到最佳测量位置。l 导波管：导波管用来避免干扰回波。罐内安装（801、802） 标准安装l 雷达天线不可向罐壁倾斜。l 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。l 杆式天线发射点必须伸出安装短管。l 垂直放置杆式天线，不要让波束指向罐壁。罐内安装（803） 标准安装l 雷达天线不可向罐壁倾斜。l 喇叭天线必须延伸出安装短管，否则应使用天线延伸管。l 喇叭天线必须调整至垂直，不要让雷达束指向罐壁。（803）安装短管较长时使用天线延伸管l 当喇叭长度小于安装短管长度时，应使用天线延伸管。l 如果喇叭直径大于安装短管的直径，包括延伸管在内的天线需要从容器里面安装，并将仪表抬高。选择延伸管使仪表至少抬高100mm。法兰的定位方向由于雷达发射波束为椭圆型波束，为了减小虚假回波的干扰，雷达在安装时，现场显示单元应与罐壁或罐中心保持平行。 雷达在使用过程中，回波信号的幅度表明了安装方向是否最佳，如果回波信号幅度较低可转动法兰，转动孔位使回波幅度达到最大，表明是最理想安装方向。观察回波信号幅度，在现场显示调整模块中的“行4列3”中观察。以下是回波信号示意图：图一 正常的物位回波图二 有虚假回波 图一 图二导波管、旁通管内安装导波管内安装l 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）l 导波管的内壁必须光滑（平均粗糙度Rz30），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。l 导波管每隔500mm，需成180 开两排圆形通气孔，孔径小于10mm。由于雷达信号极性的问题，开孔的轴线应该与传感器的现场显示单元一侧平行。l 由于导波管将雷达信号集中增强，容器底的反射回波会影响测量。可以在导波管末端安装折射板将容器底的反射回波折射走。旁通管内安装l 如果传感器安装在旁通管上，雷达传感器须安装在高于旁通管与容器上部的连通部分至少500mm的地方。旁通管底部需低于旁通管与容器底部的连通部分至少300mm。l 雷达安装时现场显示单元应与连通部分平行。 四、智能雷达系列尺寸 棒式天线雷达尺寸（一） 棒式天线雷达尺寸（二）喇叭口天线雷达尺寸（一） 喇叭口天线雷达（二）编程器尺寸（单位mm） 法兰尺寸（单位mm） 五、测量条件注意事项l 测量范围从波束触及罐底的那一点开始计算，但在特殊情况下，若罐底为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。l 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。l 理论上测量达到天线尖端的位置是可能的，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尖端至少100mm。l 对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。l 最小测量范围与天线有关。l 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。l 当无回波信号时，雷达输出为22mA电流。六、编程调试智能雷达系统可以通过三种方式调试：l 通过手持编程器PMl 通过调试软件SOFTl 通过HART手持编程器手持编程器（PM）PM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。手持编程器PM通过SOFT软件调试无论那种信号输出，420mA/HART,雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用SOFT软件进行仪表调试，需要一个仪表CONNECTCAT驱动器。使用软件调试的时候，给雷达物位计加电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，HART适配器可以和420mA线并联。通过HART手持编程器通过HART手持编程器只能调整雷达物位计的测量范围及420mA对应值。七、技术数据基本参数 工作频率 ： 6.3GHz波 束 角 ： 24 801, 80218 803 带DN150法兰 14 803 带DN200法兰 12 803 带DN250法兰 测量范围 ： 035m 重 复 性 ： 1mm 分 辨 率 ： 1mm 采 样 ： 回波采样55次/s 响应速度 ： 0.2s(根据具体使用情况而定) 电流信号 ： 420mA 精 度 ： 0.1%天线材质 801： PP/PTFE802： PTFE803： 不锈钢通讯接口 HART通讯协议过程连接 801：G1-1/2 或11/2NPT螺纹连接 802：PTFE翻边法兰DN50，DN80，DN100 803：不锈钢法兰DN50，DN80，DN100DN150,DN200，DN250电源 电源：24V DC(+/-10%)，波纹电压：1Vpp耗电量：max22.5mA电源：220VAC/四线HART环境条件 温度：4070 容器压力（表压）140bar防爆认证 Exia II CT6 / Exd II CT6防护等级 IP67两线制接线 供电和信号输出共用一根两芯导线电缆入口：2个M201.5（电缆直径59mm）八、产品选型801 许可证 P 标准型（非防爆） I 本安型（Exia IICT6） G 本安型+隔爆型（ExdiaIICT6） 天线型式/材料/温度SP 棒式天线/PP/-40130SF 棒式天线/PTFE/-40130 过程连接G 螺纹 G1A N 螺纹 1NPT 法兰选配/材料 DN80 PB (PP) FB (PTFE) QB (不锈钢) DN100 PC (PP) FC (PTFE) QC (不锈钢) F0 不选 FX 特殊定制 屏蔽段长度A 50mm B 100mm C 150mm D 200mm E 250mm 外壳/防护等级 L 铝/IP67 Q 不锈钢316L/IP67 电缆进线 M M20x1.5 N NPT 现场显示 V 带 X 不带 编程器 V 带 X 不带802 许可证 P 标准型（非防爆） I 本安型（Exia IICT6） G 本安型+隔爆型（ExdiaIICT6） 天线型式/材料SF 棒式天线/PTFE 过程连接/材料FA DN50 PN16C型/PTFE翻边不锈钢304 FB DN80 PN16 C型/PTFE翻边不锈钢304 FC DN100 PN16 C型/PTFE翻边不锈钢304 FD DN150 PN16 C型/PTFE翻边不锈钢304 屏蔽段长度A 50mm B 100mm C 150mm D 200mm E 250mm密封/过程温度1.Viton(-60130) 2.Kalrez(-60200) 外壳/防护等级 L 铝/IP67 Q 不锈钢316L/IP67 电缆进线 M M20x1.5 N NPT 现场显示 V 带 X 不带 编程器 V 带 X 不带803 许可证 P 标准型（非防爆） I 本安型（Exia IICT6） G 本安型+隔爆型（ExdiaIICT6） 过程连接/材料A 法兰DN50 PN16 C型 /不锈钢316LB 法兰DN80 PN16 C型/不锈钢316LC 法兰DN100 PN16 C型/不锈钢316LD 法兰DN150 PN16 C型/不锈钢316LE 法兰DN200 PN16 C型/不锈钢316LF 法兰DN250 PN16 C型/不锈钢316LG 法兰2150LBS ANSI凸面/不锈钢316LH 法兰3150LBS ANSI凸面/不锈钢316LI 法兰4150LBS ANSI凸面/不锈钢316LJ 法兰6150LBS ANSI凸面/不锈钢316LK 法兰8150LBS ANSI凸面/不锈钢316LL 法兰10150LBS ANSI凸面/不锈钢316L 天线型式/材料1 无喇叭天线，适用于导波管安装/不锈钢316L2 喇叭天线76mm/不锈钢316L3 喇叭天线96mm/不锈钢316L4 喇叭天线146mm/不锈钢316L5 喇叭天线196mm/不锈钢316L6 喇叭天线242mm/不锈钢316L 密封/过程温度 1.Viton(-40130) 2.Kalrez(-40250) 外壳/防护等级 L 铝/IP67 Q 不锈钢316L/IP67 电缆进线 M M20x1.5 N NPT 现场显示 B 带 X 不带 编程器 B 带 X 不带 导波雷达物位计1、测量原理导波雷达是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式或杆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。 反射的脉冲信号沿缆式或杆式探头传导至仪表电子线路部分，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脉冲软件完成，距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比： D=CT/2 其中C为光速 因空罐的距离E已知，则物位L为： L=E-D 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420mA输出。测量范围说明：H-测量范围L-空罐距离B-顶部盲区E-探头到罐壁的最小距离顶部盲区是指物料最高料面与测量参考点之间的最小距离。底部盲区是指缆绳最底部附近无法精确测量的一段距离。顶部盲区和底部盲区之间是有效测量距离。注意： 只有物料处于顶部盲区和底部盲区之间时，才能保证罐内物位的可靠测量。2、产品简介导波型雷达物位计类 别701702703应 用液体及粉状固体测量，复杂过程条件液体及轻质固体测量，复杂过程条件液体及轻质固体测量，特别是低介电常数介质防爆认证Exia II CT6/ Exd II CT6Exia II CT6/ Exd II CT6Exia II CT6/ Exd II CT6测量范围30米6米30米过程连接螺纹/法兰螺纹/法兰法兰过程温度标准型：-40-120高温型：-40-250标准型：-40-120高温型：-40-250标准型：-40-120高温型：-40-250过程压力-1.0-40bar-1.0-40bar-1.0-40bar供电电源两线制DC24V四线制AC220V两线制DC24V四线制AC220V两线制DC24V四线制AC220V信号输出420mA/HART420mA/HART420mA/HART精 度5mm5mm5mm频率范围100MHZ-1.8GHZ100MHZ-1.8GHZ100MHZ-1.8GHZ防护等级IP67IP67IP67备 注选用导波雷达测量液体液位时，如液体中含有两种或两种以上介质，且介质间介电常数相差5，导波雷达的测量效果会受到影响3、安装指南下述的安装指南适用于缆式和杆式探头测量固体颗粒料和液体物质。安装位置： 尽量远离出料口和进料口。 对金属罐在整个量程范围内不碰壁。 建议安装在料仓直径的1/4处。 缆式或杆式探头离罐壁最小距离不小于300mm。 探头底部距罐底大约30mm。 探头距罐内障碍物最小距离不小于200mm。 如果容器底部是锥型的，传感器可以安装罐顶中央，这样可以一直测量到罐底。右图为杆式雷达安装图，主要用于液体液位的测量。特点： 可以测量介电常数大于等于1.8的任何介质。 一般用于测量粘度500cst而且不容易产生粘附的介质。 杆式雷达最大量程可以达到6米。 对蒸汽和泡沫有很强的穿透能力，测量不受影响。 右图为双缆式雷达安装图，主要用于低介电常数液体液位及低介电常数轻质固体颗粒料位的测量。特点： 介电常数比较小的液体及轻质固体颗粒物料可以采用双缆式测量方式，以保障良好的准确测量。 可以测量介电常数大于等于1.6的任何介质。 一般用于测量粘度500cst而且不容易产生粘附的介质。 双缆式雷达最大量程可以达到30米。 泡沫较大的液体测量环境，不适合选用双杆导波雷达，应选择单杆式导波雷达物位计测量。 安装方法 合理安装能确保仪表长期可靠而精确的测量导波雷达可采用螺纹连接，螺纹的长度不要超过150mm，还可以采用在短管上安装。安装短管直径在2至6则安装短管高度应150mm（螺纹及短管的长度越短，测量越稳定），若安装短管较长，理想状态应将短管割短，或底部固定缆式探头及选用绝缘对中支架以避免缆式探头与短管末端接触。 DN200或DN250的安装于短管内安装当导波雷达需要安装于直径大于200mm短管时，短管内壁产生回波，在介质介电常数低的情况下会引起测量误差。因此，对于一个直径为200mm或250mm的短管，需要选一个带“喇叭接口”的特殊法兰。 在塑料罐上安装注意！无论是缆式或杆式若想导波雷达工作正常，过程连接表面应为金属。当导波雷达装在塑料罐上时，若罐顶也是塑料或其它非导电材质时，仪表需要配金属法兰，若采用螺纹连接，需配一块金属板。缆绳所受下拉力当加料和出料时，介质对缆式探头将产生下拉力，下拉力的大小取决于下列因素：1.缆绳长度 2.物料的密度 3.储仓的直径 4.缆绳的直径测量液体时的安装指导下述安装指导适用于杆式和缆式探头。安装位置l 距离罐壁的距离建议为罐直径的1/61/4(至少300mm)l 不要安装在金属罐中间l 不要装在下料口处l 选择探头长度时，注意探头底部距罐底约大于30mml 安装时注意传感器探头距离障碍物至少200mml 注意介质温度干扰的优化l 干扰回波抑制：软件可实现对干扰回波的抑制，从而达到理想测量效果l 旁通管及导波管（仅适用于液体）对于粘度不打于500cst，可采用旁通管，导波管或管式来避免干扰。低介电常数液体的安装对于介电常数大于1.3，粘度500cst且不易产生粘附的介质，可将导波雷达安装在导波管中测量，其特点如下：l 卓越的可靠性、高精度。l 可用于介电常数大于等于1.3的任何介质，测量与介质的导电性无关l 罐内障碍物及短管尺寸不影响测量注意事项l 安装在导波管中的导波雷达一般选用杆式探头传感器，安装时杆式探头上应安装绝缘同心支架，保证杆式探头与导波管同心，否则将产生很强的虚假回波l 当测量范围超过杆式探头导波雷达的最大测量范围时，应选用缆式探头的导波雷达，此时导波管的直径应大于或等于6（DN150），否则将产生很强的虚假回波卧罐及立罐上的安装l 杆式探头最长可到6米，对于测量距离超过6米的储罐，可选用4mm缆式探头l 安装及固定方式同固体粉仓测量l 对距罐壁的距离无限制，只要避免探头接触罐壁即可l 选择探头长度时，注意探头底部距罐底约大于30mml 如果罐内障碍物比较多或过于靠近探棒时，可安装导波管进行测量腐蚀性介质测量l 如果测量腐蚀性介质，可选用杆式或缆式探头套PTFE、PFA套管进行测量4、编程调试导波雷达可以通过三种方式调试：l 通过手持编程器PMl 通过调试软件SOFTl 通过HART手持编程器手持编程器（PM）COM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SOFT软件调试无论那种信号输出，420mA/HART,雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用SOFT软件进行仪表调试，需要一个仪表CONNECTCAT驱动器。使用软件调试的时候，给雷达物位计加电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，HART适配器可以和420mA线并联。通过HART手持编程器通过HART手持编程器只能调整雷达物 位计的测量范围及420mA对应值。5、仪表尺寸6、技术参数基本参数 工作频率:100MHZ-1.8GHZ测量范围：缆式：0-30m；杆式、双缆式：0-6m重复性：1mm分辨率：1mm采样：回波采样55 次/s响应速度：0.2S（根据具体使用情况而定）输出电流信号：4-20mA 精度：3mm通讯接口 HART 通讯协议过程连接 G11/2A，法兰DN50、DN80、DN100、DN150过程压力 -1-40bar电源 电源：24VDC(10%),纹波电压：1Vpp耗电量：max 22.5mA环境条件 温度-40+70防护等级 IP67防爆等级 Exia II CT6/ Exd II CT6两线制接线 仪表供电和信号输出共用一根两芯屏蔽电缆线电缆入口：2个M20*1.5 (电缆直径5-9mm)7、产品选型 仪表型号 最大量程/探头型式 701 30000mm / 缆式 702 6000mm / 杆式 703 30000mm / 双缆式 许可证 P 标准型（非防爆） I 本安型（Exia IICT6） G 本安型+隔爆型（ExdiaIICT6） 探头型式/材质A 缆式探头8