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    非接觸式雷達物位計測量技術出現新突破測量精確穩定

    作者: 來源: 發布時間:2019-03-29 09:59:50
        非接觸式“無線”雷達測量水平是許多液體和固體應用的替代方案,可用于代替時域反射計(TDR,也稱為導波雷達或導向雷達)。調頻連續波(FMCW)雷達是目前zui先進的非接觸式雷達技術。
        FMCW雷達發出高頻信號,從產品表面反射并接收回來。FMCW儀表允許連續,無接觸地測量液體,糊狀物,顆粒,粉末和其他固體的距離,水平,體積和質量各種應用。
    典型的基于FMCW雷達的液位測量應用包括:
        反應容器
        管道/船舶附近的泄漏監測
        儲存和生產有毒或腐蝕性液體
        在高壓/低溫球體中儲存液化氣體
        衛生過程應用
        在帶有預成型水槽和堰的明渠中進行液位測量
        筒倉,料倉和固體庫存
    石灰供應商使用雷達水位計控制熟料水平
    與TDR /制導雷達相比,FMCW通常在應用滿足以下一個或多個標準時應用:
        具有復雜內部構件或攪拌器的容器,其中FMCW雷達不受已安裝設備的干擾反射的影響
        例如,在高筒倉中,大型測量范圍可達80米(262英尺),其中TDR探頭將經歷極端的機械牽引力(當介質在儲罐或筒倉中移動且探頭移動時TDR探頭經受的機械應力由于腐蝕性液體的直徑和長度較大或特殊材料,因此非常昂貴。
        不用說,還有一些應用,其中TDR優于FMCW。例如,因為后一種方法以非接觸(通過空氣)模式測量,諸如厚泡沫,蒸汽或灰塵的影響會干擾發射的信號。然而,基于FMCW技術20多年的經驗,現在有信號轉換器具有軟件濾波器,可以有效地消除干擾。
        TDR優于FMCW雷達的zui大優勢是價格。TDR探針的價格降低了約30%。這意味著只要探頭和介質之間的接觸不存在問題,TDR技術幾乎與非接觸式雷達一樣好。
        使用FMCW雷達,由于雙線雷達物位測量裝置沒有任何與船只或過程接觸的電路,因此噪音干擾沒有問題。zui先進的雙線TDR設備也是如此。雙線TDR的所有主要供應商都提供符合SIL(安全完整性等級),FCC(美國),IC(加拿大),CE(歐洲)和NAMUR要求的設備,并且不受這些規范和標準中定義的噪聲級別的影響。
        今天,制造商的雷達測量設備在天線系統和工作頻率方面存在顯著差異。雷達測量具有復雜的聲譽,并且經常導致不成比例的大量返工。這是因為與其他測量方法相比,使用雷達進行物位測量并不容易。
    應用知識在儀器選擇中至關重要
        很少有兩個申請是相同的; 每個測量用例都應單獨查看。現在市場上有許多雷達物位測量裝置可以與多種天線和具有各種測量頻率的天線選項相結合。設備技術總體上是好的,但問題在于知識的應用:為了選擇正確的測量原理和設備尺寸,必須滿足兩個條件。
        首先,用戶必須具備足夠的應用知識和測量要求。設備供應商以適當的經驗和建議完成圖片。建議的質量至關重要:如果在選擇儀器之前詢問了正確的問題,那么大多數典型的應用問題都可以解決。
        在實踐中,通常存在用戶用雷達設備替換機電系統或超聲波測量設備然后遇到測量不穩定的問題的情況。通常認為改變的原因是希望長期增加工廠的可用性并防止罐的過量填充以及因此停止生產。對于這種情況,非接觸式測量方法(如雷達)是理想的,因為它可以在灌裝過程中繼續測量水平并且完全免維護。
        但是,如果用戶沒有得到適當的建議或者認為其標準版本的雷達設備始終適合任何應用,那么很可能會出現問題。在這種情況下,設備供應商必須投入更多時間:如果設計和安裝的雷達設備已經由供應商預先參數化,則客戶通常只需要在啟動時輸入一些參數。
        然而,人們不應該認為所有雷達物位測量裝置的極限是相同的。有時存在重大差異 - 如果一個供應商的雷達設備在應用程序中出現故障或供應商拒絕該工作,則仍然有必要與另一個供應商重新審視測量任務。另一個供應商可能能夠提供更適合個人應用的替代品。
        例如:對于測量范圍高達30米(98英尺)的標準液體應用,KROHNEzui近推出了新的10 GHz FMCW雷達液位計Optiwave 5200 C / F. 對于高達80米(262英尺)的更大測量范圍和/或高達3毫米(0.12英寸)的更高精度要求,24 GHz FMCW雷達物位計Optiwave 7300 C可作為同一應用的替代品。用戶不應害怕聯系雷達設備制造商,提前討論測量任務需求。
    了解市場上不同類型的天線
        天線設計對雷達物位計至關重要。在開發天線時,必須考慮許多因素,包括典型尺寸,過程連接的位置和類型,容器尺寸和形狀,以及目標工業或應用領域的介質特性的影響。例如,對于腐蝕性環境,可提供具有聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)法蘭板保護的吊線天線。除了水滴形狀外,不銹鋼喇叭天線可用于更高的溫度。通過這種方式,滿足了化學品和紙張等各種行業的特殊要求。
        自2013年以來,由PP或PTFE制成的波形喇叭天線可用于液體應用。這種天線類型結合了波形天線在耐腐蝕性和小型過程連接方面的優點,以及喇叭天線對冷凝物的不敏感性。過程連接也是專門設計的:波形喇叭天線采用天線材料進行工藝密封,而不是采用O形環墊圈的傳統工藝密封結構。因此,這些無墊圈天線非常適合極端腐蝕性環境。
        PP天線可以安裝在小至1.5英寸的過程連接上。金屬喇叭和波導天線是高毒性和爆炸性液體的替代品。它們采用雙密封機制 - O形圈墊圈和Metaglas密封圈的組合 - 以確保完全密封。
        zui后但同樣重要的是,靈活性是雷達物位計的關鍵:卡口鎖定系統和天線擴展確保適用于各種安裝位置和應用。快速連接系統允許在工藝條件下(不打開容器)移除殼體并旋轉360°以使顯示屏易于讀取。遠程轉換器也可用于多個電平表,提供距離天線zui遠100米(328英尺)的完整顯示和配置功能,使操作更方便,無需爬到容器頂部。

     

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