江蘇創輝自動化儀表有限公司,歡迎您!
聯系我們/ CONTACT US
江蘇創輝自動化儀表有限公司
電話:0517-86881563
傳真:0517-86807860
聯系人:於先生
手機:15312307860
地址:江蘇金湖環城西路8號
郵箱:jsrlyb@163.com
新聞資訊 當前位置:首頁 新聞資訊粉體物位用雷達物位計的優勢與要求

粉體物位用雷達物位計的優勢與要求

發布:2021/8/2 11:57:17人氣:911
1.概述
物位測量的儀表在選型時,與壓力、溫度或流量測量等儀表有很大不同。因為,物位測量過程與被測物料的物理性質是有關的。只有充分了解物料的特點及現場應用條件,才能正確選擇所需要的產品,同時,充分發揮儀表的測量性能。
在非接觸式物位測量儀表中,一般有微波(雷達)和超聲波兩種原理的物位計。
微波(雷達)物位計是利用微波在被測物料面上的反射及傳播時間來檢測物料面位置,類似于雷達,故又稱雷達物位計。天線向被測料位發射微波脈沖,在傳播到料面時,由于被測介質的介電率與空氣不同,微波在料面上產生反射,回波被天線接受。
微波脈沖從發射到接受的行程時間與天線到料面的距離(料面)成正比,即
h=H-vt/2
式中:
h一料位;H一罐高;V一微波速度;t一微波脈沖從發射到接收到回波的行程時間。
雷達信號是否可以被反射,主要取決于介電常數,但對于導電物料,則取決于被測介質的導電性,不導電物料則取決于介電常數。所有導電的介質都能很好地反射雷達信號,介質的介電常數越大,回波信號的反射效果越好。
雷達信號ZUI好的反射條件是:
(1)對于測量液體,雷達天線的軸線要垂直于介質表面(液面);而測量固體時,微波則必須要在物料表面形成漫反射;
(2)容器內沒有可以造成虛假反射的構件。
 
2.雷達物位計的優勢
2.1雷達(微波)的傳輸不受以下參數的影響
◆水蒸氣一一超聲波要媒介來傳輸聲波,發射和接收聲波用探頭,這需要壓縮和擠壓空氣分子。
而微波的傳輸不需要任何介質。
◆溫度一一幾乎不受溫度波動的影響。
◆壓力一一在壓力不變的情況下,幾乎不受壓力影響。
◆粉塵一一粉塵環境不會影響電磁波的傳播。
◆不受媒介的影響。
◆密度一一測量中不會受到影響。
2.2超聲波和雷達物位測量技術比較
過去采用超聲波物位計測量罐(倉)物位,由于大料倉進料時揚起的粉塵,回波接受不到,而微波傳輸不依賴于介質,所以,被測介質的介電常數大于1.6的場合,采用雷達物位計可以得到較好的測量效果。
2.3接觸式導波雷達物位計和非接觸式天線式雷達物位計的比較
雷達物位計目前已經成為市場上的主流產品,主要分為天線式雷達物位計和導波式雷達物位計。大型固體罐(倉)物位測量應用尤其適合使用非接觸式技術。
導波式雷達物位計屬于接觸式物位計,即罐(倉)物位有多高,導波鋼纜的長度也有多長,在罐(倉)內安裝固定有問題,而且鋼纜受到的拉力很大,很容易造成鋼纜拉斷的事故,使系統發生故障和停車,所以,在粉體物位測量時一般不選用導波式雷達物位計。
ZUI常見的用于測量散裝固體物位的接觸技術包括:重錘探測(YO-YO),導波雷達(TDR)或電容,
接觸式物位儀表通常容易發生以下情況:
掛料(無報警,錯誤報警或開關點變化);
波動(有時需要穩定程序);
電纜破損(低于指定的電纜拉伸強度);
頂部塌陷(高于指定的電纜拉伸強度);
機械磨損(YO-YO使用馬達驅動和限位開關);
磨損(電極或電纜磨損,特別是接觸表面);
介質的變化(電容用于低介電常數時);
非接觸式技術可以克服以上提到的問題,提供了更簡單的操作和安裝,無需特殊的物理配置來配合測量范圍。
但在下列場合,非接觸式天線式的雷達物位計不能很好的應用,而接觸式導波雷達可以良好的應用:
(1)在被測物料介電率較低(er2);
(2)在較狹小的空間測量,或罐內結構復雜,導致回波復雜,難以辨認的場合
(3)有很低介電率的粉狀固態物位測量;
(4)高溫、高壓工況(液體)
(5)液一液界面測量。

 
3.高頻雷達
3.1高頻率雷達測粉體的優勢
(1)24GHz~26GHz是目前世界上粉體選用高頻率的頻段,具有能量高,波束角小,天線尺寸小,精度高等優點。
(2)高頻率雷達波長為1mm,6GHz雷達波長為50mm,雷達物位計在測量散裝物位時雷達波反
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,而大部分散裝料粒徑遠遠小于50mm,所以,目前高頻率雷達是測量散裝粒料粉料物位ZUI佳選擇的原因。
(3)在一些直徑小而高度并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,由于6GHz雷達方向性差(開角大)在小罐中會產生多重反射,而高頻率雷達頻率高,天線短,方向性好,克服了6GHz雷達的缺點,適用于小罐測量。
(4)由于現場環境惡劣,隨著時間推移,雷達天線會堆積污物、水汽等,高頻率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。
3.2高頻率雷達物位計的天線種類很多,各有特點
(1)全四氟(PTFE)密封天線,適合工況較好(測距短,液面穩定)的液體,腐蝕性液體。少量的揮發物對天線只造成輕微污染。
(2)不銹鋼喇叭天線,適合較干凈沒有揮發物的工況。
(3)不銹鋼喇叭加PTFE罩天線,適合有揮發物,粉塵的工況。
(4)不銹鋼喇叭帶吹掃天線,用壓縮空氣作吹掃風,適合對天線污染嚴重的工況。
(5)加天線延長管和散熱管,可用于高溫工況(如鋼水)。
3.3高頻雷達已成功應用的場合
水泥行業:生料庫,熟料庫,回轉窯,石油焦炭和成品水泥庫;
電力行業:煤粉倉,灰庫;
化工行業:各種塑料粒子/粉末;
食品和啤酒行業:面粉,谷物,其他;
鋼鐵冶金:選礦廠,燒結廠,高爐。
 
4.安裝
4.1天線式雷達物位計測粉體安裝注意事項
(1)避免安裝在半球形或拋物形的容器頂部的中心位置。在這些情況下,聚集返回到天線的多次反射的能量可能會超過介質表面直接反射的能量。當安裝在頂部的中心位置時,除了產生間接回波,還會收到多次回波的影響,多次回波可能比真正的回波的幅值還大,因為,頂部可以聚集多個回波。解決方法是使用首波算法和降低回波國值曲線的設定值。當容器物位降低時,就會看到回波圖形出現兩個靠的很近的峰。當這種情況發生時,雷達物位計就不能準確地穩定地標識回波的位置,甚至在物位變化時,物位的讀數也可能波動,解決方案是:使用首波算法和降低回波國值曲線的設定值或者更換儀表的安裝位置。
(2)一個雷達物位計安裝在一個平頂容器的頂部中間位置時,會收到第一回波和可能從側壁路徑返回的間接回波,這取決于高度和直徑,中心安裝對于短或大直徑容器沒有問題,但對于窄、高容器卻會出現問題。
(3)避免把位置安裝在太接近罐(倉)壁的位置。ZUI佳的選擇就是任何罐(倉)直徑的1/3~1/4處的位置(離管壁)。在這一點上經常會發現立管、帶螺紋的管嘴或人孔蓋。管嘴尺寸區別很大。大直徑且高度小的管嘴比高且小的直徑管嘴要好。管嘴的ZUI小內徑是50mm(2’’)ZUI佳直徑是150mm(6’’或更大,在人孔上安裝時一定要遵循偏離中心位置的安裝原則。
(4)天線的選擇必須配立管的高度。天線的低部必須在管嘴的末端以下伸入容器內至少10mm,這一措施可以消除來自管嘴的任何干擾。
(5)避免儀表安裝的地方太接近物料的加料口,同樣,也不能把儀表安裝在加料口和粉塵收集口之間,以免落料粉塵干擾。安裝位置遵循10:1的原則,傳感器需要安裝在離罐(倉)壁十分之一罐(倉)高的位置。例如:如果罐(倉)高10米,那么安裝雷達儀表時要離開容器壁lm(同時滿足罐(倉)直徑的1/3~1/4處的位置(離管壁)。
(6)由于測量介質揚起的粉塵,會粘結在喇叭口,影響測量精度,因此,需要采用帶吹掃裝置的天線式雷達物位計經常進行吹掃。在訂貨時應向廠商說明
4.2安裝法蘭傾斜角的計算
因為雷達物位計不在罐(倉)頂部中心位置安裝,為了測到罐(倉)中心的ZUI低位置,所以,雷達物位計的天線需向罐(倉)中心略作傾斜,使天線對準底部出料口,以便測量到罐(倉)底。
具體傾斜角的計算如下:
如圖中所示,雷達物位計的探頭安裝在D點,必須從D點探測到H點,其傾斜角為∠JHE。雷
達物位計的法蘭面與水平面的傾斜角為∠ACB,∠JHE=∠ACB,即計算出∠JHE的角度就為法蘭面傾斜角的角度了。其論證如下在圖中,雷達物位計的探頭安裝在D點,HD為雷達物位計的軸線,始終垂直于法蘭面,即∠CDP=90°。OE為雷達物位計的垂直安裝時的軸線,即∠POE=90°。
∠CDP=∠POE=90
∠OPE=∠DPC
△OPE~△DPC
∴.∠JHE=∠ACB
在實際計算時,只要知道罐(倉)倉的具體大和安裝時距離罐(倉)壁的距離就可以算出具體
的法蘭面的傾斜角度。
對于有些型號的雷達料位計自身帶有萬向節,調整天線的發射角度,對準底部出料口,就避免了安裝時的麻煩,安裝法蘭不需要傾斜,但天線喇叭口必須伸出管口10mm。
 
5.四線制雷達的選用
5.1優點
兩線制儀表和四線制儀表的工作過程是相似的,
對于非常復雜的過程罐,例如:帶有攪拌器的過程罐(倉)需要攪拌器識別功能、快的變化速率和較高的發射次數/平均值,一個四線制儀表能夠處理回波任務而不影響響應時間。
對于儲罐和簡單的過程罐,兩線制和四線制儀表都能夠使用。四線制采用通用電源供電時能夠工作在一個中等的電壓(60vdc)。
四線制雷達儀表具有和兩線制儀表相同的特性,只是供電與信號分開了。由于采用四線制,能夠進行多次測量,更多能量被用來進行復雜的算法。要有較多的能量來確保發射/接收器和微處理連續運行,并發揮他們的ZUI大能力。
兩線制和某些四線制儀表,由于能量不足致使回波無法強大到蓋過噪聲水平。有些高頻率二線制回路供電不能成功應用在固體測量上,就是因為能量(總的信噪比)較弱。
5.2編程方式的選用
在使用雷達物位計時,測量儀表需要編程,才可以實現精確的物位測量,它可以通過三種方法來實現:紅外線手操器,HART編程器,廠家軟件。
5.3防爆考慮
根據實際的使用粉塵防爆的場合要求來確定,需要哪一種防爆等級。
 
6.結束語
以上是幾年來粉體工程中使用雷達物位計時的一些主要注意事項,供大家在項目作參考。雷達物位計作為近年來發展ZUI快的物位測量儀表,適用范圍廣,測量精度高,使用維護方便,隨著中國經濟的迅速發展,在各種過程工業領域的應用越來越多。
版權所有 © 江蘇創輝自動化儀表有限公司  17028327-6

客戶服務熱線

0517-86881563

在線客服
免费看无码特级毛片_久久九九精品国产免费看小说_免费国产成人高清在线网站