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非接觸式雷達液位變送器的工作原理

來源: 作者: 發布日期:2020-10-27

 對于非接觸式雷達物位測量,有兩種主要的調制技術,

  1. 脈沖雷達技術
  2. FMCW(調頻連續波)雷達技術

基本原則

非接觸式脈沖雷達發出微波信號,該微波信號從產品表面反彈并返回傳感器。發射器測量發射和接收回波信號之間的時間延遲,并且車載微處理器使用以下公式計算到液面的距離:

距離=(光速x時間延遲)/ 2

一旦用應用的儲罐參考高度(通常是儲罐或腔室的底部)對變送器進行編程,則液位將由微處理器計算。

液位=儲罐高度–距離

雷達液位傳感器

FMCW雷達還向產品表面發射微波,但是發射的信號具有不斷變化的頻率。當信號向下傳播到液體表面并返回到天線時,它將與當時正在傳輸的信號混合在一起。接收信號和發送信號之間的頻率差與高精度的液體距離成正比。

由于它是非接觸式的,因此傳感器對腐蝕的敏感性受到限制,它是粘性,粘性和研磨性流體的理想選擇。

非接觸式雷達液位變送器通常可以在帶有攪拌器的容器中使用。高頻設備可通過PTFE密封件與過程完全隔離,并可與閥門一起使用。

非接觸式雷達的頻率會影響其性能。較低的頻率會降低對蒸氣,泡沫和天線污染的敏感度,而較高的頻率則會使雷達波束變窄,以非常大程度地減少來自噴嘴,墻壁和干擾物體的影響。波束寬度與天線尺寸成反比。給定頻率的波束寬度將隨著天線尺寸的增加而減小。

好處

  1. 非接觸式雷達在測量到地面的距離時可提供自上而下的直接測量。
  2. 它可以與液體,污泥,漿液和某些固體一起使用。
  3. 雷達的主要優勢在于,無需為流體的密度,介電常數或電導率變化進行補償。
  4. 壓力,溫度和大多數蒸汽空間條件的變化不會影響雷達測量的準確性。
  5. 此外,雷達設備沒有活動部件
  6. 因此維護是非常少的。
  7. 非接觸式雷達設備可通過使用諸如PTFE密封或閥門之類的屏障與過程隔離。
  8. 由于它不與被測介質接觸,因此也適合腐蝕性和骯臟的應用。

局限性

  1. 對于非接觸式雷達液位計,良好的安裝是成功的關鍵。傳感器需要使用光滑,無障礙且不受限制的安裝噴嘴清楚地看到表面。
  2. 儲罐中的障礙物(例如管道,加強桿和攪拌器)會導致錯誤的回波,但是大多數變送器都具有復雜的軟件算法,可以掩蓋或忽略這些回波。
  3. 非接觸式雷達可以處理攪動,但其成功將取決于流體特性和湍流量的組合。介質的介電常數(DK)和表面條件會影響測量。測量可能會受到泡沫的影響。輕,通風的泡沫往往不會反射能量,而濃稠的泡沫通常會反射能量。
  4. 對于低介電的過程流體,大部分輻射能量會損失到流體中,而留下的能量很少會反射回傳感器。水和大多數化學溶液的DK較高;燃油,潤滑油和一些固體(例如石灰)的DK較低。
  5. 如果表面是湍流的,無論是由于攪動,產品混合還是飛濺,都將損失更多信號。因此,低介電常數流體和湍流的組合可以將返回信號限制到非接觸式雷達。為了解決這個問題,可以使用旁通管或靜水井將表面與湍流隔離。

 

雷達液位發射天線的類型

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