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雷達(dá)料位計(jì)及其工作原理
2021-01-18
料位測(cè)量主要有兩大目的：一是通過(guò)物位測(cè)量來(lái)確定容器中物料的數(shù)量，以保證生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)所需物料的連續(xù)供應(yīng)；二是通過(guò)物位測(cè)量，了解物位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，以便使生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行，保證產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)安全。用于料位測(cè)量的儀表有很多種，像射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān)、振棒料位開(kāi)關(guān)、音叉料位開(kāi)關(guān)、阻旋料位開(kāi)關(guān)以及雷達(dá)料位計(jì)等。本文主要介紹雷達(dá)料位計(jì)及其工作原理。
一、雷達(dá)料位計(jì)概述
雷達(dá)料位計(jì)采用HART通訊協(xié)議，可通過(guò)計(jì)算機(jī)、手持通訊器進(jìn)行組態(tài)，通過(guò)儀表測(cè)量和回波曲線來(lái)調(diào)整參數(shù)、判斷故障。其由發(fā)射和探測(cè)裝置組成，利用電磁波的特殊性能進(jìn)行料位檢測(cè)。雷達(dá)料位計(jì)的發(fā)射裝置可以發(fā)射一種特殊的電磁波，該電磁波的物理特性與可見(jiàn)光相似，以光速傳播，且傳播速度不受溫度、壓力、蒸汽等介質(zhì)特性的影響。雷達(dá)料位計(jì)發(fā)射率取決于被測(cè)介質(zhì)的傳導(dǎo)率和介電常數(shù)。電磁波可以穿透空間氮?dú)?、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)的反射效果越好。
由于雷達(dá)料位計(jì)采用了先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，加上雷達(dá)波本身頻率高，穿透性能好的特點(diǎn)，相比接觸式料位計(jì)和同類(lèi)非接觸料位計(jì)，雷達(dá)料位計(jì)的性能更為優(yōu)良。具體說(shuō)來(lái)雷達(dá)料位計(jì)具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：①英譯漢范圍廣，幾乎可以測(cè)量所有介質(zhì)。②操作維護(hù)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。③安全環(huán)保、測(cè)量準(zhǔn)確、可靠性強(qiáng)。④可在惡劣工況下連續(xù)準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量。
二、雷達(dá)料位計(jì)工作原理和測(cè)量過(guò)程
1．雷達(dá)料位計(jì)的工作原理
雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量原理是基于時(shí)間行程原理，采用發(fā)射一反射一接收的方式工作的。發(fā)射裝置發(fā)出高頻脈沖并沿著探測(cè)組件（鋼纜或鋼棒）傳播，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來(lái)被儀表內(nèi)的接收器接收，根據(jù)距離與脈沖時(shí)間形成之間的正比關(guān)系計(jì)算得到距離，并通過(guò)電子部件將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。
2．雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量過(guò)程
(1)發(fā)射裝置發(fā)出高頻脈沖并沿著探測(cè)組件（鋼纜或鋼棒）傳播，反射的脈沖信號(hào)沿纜繩傳導(dǎo)至儀表電子線路部分，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：D=CXT/2，其中C為光速。
計(jì)為自主研發(fā)生產(chǎn)的Rada-22高頻脈沖雷達(dá)料位計(jì)，是一種專(zhuān)用于固體料位的測(cè)量的物位儀表，其量程達(dá)30m。因采用喇叭式天線的25GHz高頻脈沖，在高粉塵和高溫物料的應(yīng)用場(chǎng)合尤其適用。產(chǎn)品采用獨(dú)特的瞄準(zhǔn)器（萬(wàn)向節(jié)）設(shè)計(jì)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況調(diào)節(jié)天線的發(fā)射角度，使傾斜固料測(cè)量的可靠性得到有效提高。
以上就是“雷達(dá)料位計(jì)及其工作原理”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開(kāi)關(guān)（料位開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)）、物位計(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）等物位測(cè)量?jī)x表方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
一、雷達(dá)料位計(jì)概述
雷達(dá)料位計(jì)采用HART通訊協(xié)議，可通過(guò)計(jì)算機(jī)、手持通訊器進(jìn)行組態(tài)，通過(guò)儀表測(cè)量和回波曲線來(lái)調(diào)整參數(shù)、判斷故障。其由發(fā)射和探測(cè)裝置組成，利用電磁波的特殊性能進(jìn)行料位檢測(cè)。雷達(dá)料位計(jì)的發(fā)射裝置可以發(fā)射一種特殊的電磁波，該電磁波的物理特性與可見(jiàn)光相似，以光速傳播，且傳播速度不受溫度、壓力、蒸汽等介質(zhì)特性的影響。雷達(dá)料位計(jì)發(fā)射率取決于被測(cè)介質(zhì)的傳導(dǎo)率和介電常數(shù)。電磁波可以穿透空間氮?dú)?、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)的反射效果越好。
由于雷達(dá)料位計(jì)采用了先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，加上雷達(dá)波本身頻率高，穿透性能好的特點(diǎn)，相比接觸式料位計(jì)和同類(lèi)非接觸料位計(jì)，雷達(dá)料位計(jì)的性能更為優(yōu)良。具體說(shuō)來(lái)雷達(dá)料位計(jì)具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：①英譯漢范圍廣，幾乎可以測(cè)量所有介質(zhì)。②操作維護(hù)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。③安全環(huán)保、測(cè)量準(zhǔn)確、可靠性強(qiáng)。④可在惡劣工況下連續(xù)準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量。
二、雷達(dá)料位計(jì)工作原理和測(cè)量過(guò)程
1．雷達(dá)料位計(jì)的工作原理
雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量原理是基于時(shí)間行程原理，采用發(fā)射一反射一接收的方式工作的。發(fā)射裝置發(fā)出高頻脈沖并沿著探測(cè)組件（鋼纜或鋼棒）傳播，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來(lái)被儀表內(nèi)的接收器接收，根據(jù)距離與脈沖時(shí)間形成之間的正比關(guān)系計(jì)算得到距離，并通過(guò)電子部件將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。
2．雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量過(guò)程
(1)發(fā)射裝置發(fā)出高頻脈沖并沿著探測(cè)組件（鋼纜或鋼棒）傳播，反射的脈沖信號(hào)沿纜繩傳導(dǎo)至儀表電子線路部分，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：D=CXT/2，其中C為光速。
如圖所示，因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D
(2)通過(guò)輸入空罐高度E（零點(diǎn)），滿罐高度F（滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來(lái)設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。雷達(dá)料位計(jì)內(nèi)部的微處理器將物位轉(zhuǎn)換為4~20mA的電信號(hào)輸出。計(jì)為自主研發(fā)生產(chǎn)的Rada-22高頻脈沖雷達(dá)料位計(jì)，是一種專(zhuān)用于固體料位的測(cè)量的物位儀表，其量程達(dá)30m。因采用喇叭式天線的25GHz高頻脈沖，在高粉塵和高溫物料的應(yīng)用場(chǎng)合尤其適用。產(chǎn)品采用獨(dú)特的瞄準(zhǔn)器（萬(wàn)向節(jié)）設(shè)計(jì)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況調(diào)節(jié)天線的發(fā)射角度，使傾斜固料測(cè)量的可靠性得到有效提高。
以上就是“雷達(dá)料位計(jì)及其工作原理”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開(kāi)關(guān)（料位開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)）、物位計(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）等物位測(cè)量?jī)x表方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司市場(chǎng)部2021年1月18日發(fā)布）
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