导波雷达液位变送器采用导波雷达(GWR)技术,基于微波在介质表面的反射原理,通过探头实现液体和固体液位的连续测量。

Guided wave radar level transmitter

导波雷达液位变送器又称波导雷达液位传感器,可测量液位以及两种介质之间的界面。通过探头或电缆,可进行完全接触式连续液位测量,例如 同轴探头式导波雷达液位变送器。这与非接触式 超声波液位测量不同。导波雷达液位变送器常用于储罐液位测量,包括液体和固体。输出4~20mA/HART信号,用于生产过程中的液位测量和控制。

Sino-Inst 提供多种用于工业液位测量的导波雷达液位变送器。如有任何疑问,请联系我们的销售工程师。

我们还供应各种液位变送器,例如:压力式液位变送器潜水式液位变送器差压式液位变送器

导波雷达液位变送器的特点

Features of Guided Wave Radar Level Transmitters
  • 导波雷达液位传感器采用先进的微处理器和独特的echoDiscovery回波处理技术,可在各种复杂环境下使用。
  • 导波雷达液位传感器可连接多种工艺接口和检测组件,适用于各种复杂环境和应用,例如 高温、高压等。
  • 导波雷达液位计采用脉冲工作模式,发射功率极低,可安装在各种金属和非金属容器中,对人体和环境无害。

客户收益:

  • 微波不受温度、压力、比重和蒸汽的影响
  • 易于安装
  • 无移动部件
  • 可忽略轻质连续涂层
  • 适用于真空环境
  • 能量回馈更直接,信号更稳定
  • 内置波形显示(示波器轨迹)

服务行业:

  • 石油和天然气生产
  • 炼油
  • 制药和生物技术
  • 发电
  • 纸浆和造纸
  • 钢铁
  • 化工
  • 食品和饮料
  • 船舶

SIRD70 导波雷达液位变送器参数

一般参数

探头材质:

  • 杆:316L 不锈钢/聚四氟乙烯 (PTFE)
  • 电缆:316L 不锈钢/聚四氟乙烯 (PTFE)
  • 同轴电缆:316L 不锈钢/聚四氟乙烯 (PTFE)
  • 密封件Viton氟橡胶,Kalrez氟橡胶
  • 工艺连接:316L不锈钢
  • 外壳:316L不锈钢、塑料、铝
  • 接地端子:316L不锈钢

电源:两线制

  • 标准版:16~26V 直流
  • 本质安全版:21.6~26.4V 直流
  • 功耗:最大 22.5mA
  • 纹波允许值
    • – <100Hz                                        Uss < lV
    • – (100~100K)Hz                            Uss < l0mV

防爆型

  • (22.8 ~ 26.4) V DC 两线制
  • (198 ~ 242) V AC 四线制 / 110V AC 四线制
  • 最大功耗:1VA,1W

输出                           

  • 输出信号 (4~20)mA/HART
  • 分辨率 1.6μA
  • 故障模式 20.5mA;22mA;3.9mA,保持
  • 两线负载电阻 参见下图
  • 四线负载电阻 最大 500 欧姆
  • 积分时间(0~36)秒,可调
Parameters of SIRD70 Guided wave radar level transmitters
SIRD70 guided wave radar level transmitters
SIRD70导波雷达液位变送器

导波雷达液位变送器的技术规格

最大测量距离701         30m/6m(电缆/杆)
702         20m/6m(电缆/杆)
703         30m/6m(电缆/杆)
704           6 m
705         15m/6m(电缆/杆)
测量间隔约1秒(取决于参数设置)
调整时间约1秒(取决于参数设置)
显示分辨率 1mm
精度±10毫米(参见下方精度示意图)
存储/运输温度 (-40~80)℃过程温度(探头)
701、704 (-40~250)℃
702 (-40~200)℃
703 (-40~130)℃
705 (-200~400)℃
相对温度湿度<95%  
压力最大 40MPa
抗振机械振动 10m/s²,(10~150)Hz

导波雷达液位变送器数据表

导波雷达液位发射器范围

说明:

H— 测量范围

L— 空隙距离

B— 盲区顶部

E— 探头到罐壁的最小距离

—盲区是指最高物料表面顶部与测量参考点之间的最小距离。

—盲区底部是指电缆底部附近无法精确测量的距离。

—盲区顶部和底部之间的距离为盲区有效测量距离。

Guided wave radar level transmitter range

注意:

为确保水平测量准确,材料应位于百叶窗顶部和底部之间。

测量范围:

下表列出了不同类型被测介质与测量距离之间的关系。

介质介电常数(ε)固体颗粒液体测量范围
11.4~16-冷凝气体,例如 N2,CO23m(仅指同轴杆探头)
21.6~19-含颗粒的塑料
-白色石灰石、特种水泥
-糖
-液化石油气,例如丙烷
-溶剂
-氟利昂12/氟利昂
-棕榈油
25m
31.9~25-普通水泥、石膏-矿物油、燃料30m
42.5~4-谷物、种子
-石头
-沙子
-苯、苯乙烯、甲苯
-呋喃
-萘
30m
54~7-湿石、矿石
-盐
-氯苯、氯仿
-纤维素喷雾
-异氰化物、盐酸、该胺
30m
6>7-矿物粉末
-炭黑
-煤
-水溶液
-酒精
-液氨
30m

延伸阅读:用于腐蚀性液体的雷达液位计

什么是导波雷达?

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微功率脉冲雷达 (MIR) 结合了时域反射测量 (TDR)、等效时间采样 (ETS) 和现代低功耗电路。

这些技术的融合造就了高速导波雷达 (GWR) 发射机。

电磁脉冲通过波导传播,波导能够聚焦能量,从而使该系统比非接触式雷达 (非接触式雷达液位变送器)的效率高出许多倍。

时域反射法 (TDR)

TDR 利用电磁 (EM) 脉冲来测量距离或液位。
当脉冲遇到介电常数不连续处(例如介质表面形成的不连续处)时,部分脉冲会被反射。
空气与被测介质之间的介电常数差异越大,反射的幅度就越大。

等效时间采样 (ETS)

等效时间采样 (ETS) 用于测量高速、低功率的电磁能量。
ETS 是将时域反射计 (TDR) 应用于容器级测量技术的关键。
高速电磁能量(1000 英尺/微秒)难以在短距离内以过程工业所需的精度进行测量。
ETS 实时(纳秒级)捕获电磁信号,并在等效时间(毫秒级)内重建这些信号,这在当今技术条件下更容易测量。

导波雷达 (GWR) 液位变送器工作原理

Levelflex 利用高频雷达脉冲工作,这些脉冲由探头发射并沿其传播。

当脉冲到达介质表面时,由于介质介电常数 (相对介电常数) 的变化,部分脉冲会发生反射。

仪器测量并分析脉冲发射和接收之间的飞行时间,从而直接测量过程连接点与产品表面之间的距离。

install for guided wave radar level transmitter
安装用于导波雷达液位变送器

波导可以是金属刚性杆或柔性金属电缆。微波脉冲沿杆或电缆外侧传播,被待测物料表面反射,天线接收反射回波。传播距离可通过发射脉冲和回波脉冲之间的时间差计算得出。

优点:

  • 与超声波和雷达液位计相比,工作稳定可靠;
  • 与雷达液位计类似,反射信号的强度取决于被测物料的介电常数或电导率。但导波式液位计可以测量介电常数较低的物料;
  • 具有较强的抗蒸汽和抗泡沫能力,测量结果不受影响;
  • 不受液体密度、固体物料松散程度、温度和进料过程中粉尘的影响;
  • 维护成本低、性能高、精度高、可靠性高、使用寿命长。

缺点:

  • 双杆(电缆)和同轴管状波导由于电场能量集中,容易受到外部结构的影响;
  • 杆间(或管内)容易积聚物料,导致产生虚假回波,影响测量效果;
  • 埋入物料中的电缆会因物料重力产生较大的下拉力,导致电缆脱落等故障。

延伸阅读:磁致伸缩液位变送器的特点

高频雷达液位变送器发射的微波脉冲通过天线传输,而导波雷达液位变送器则通过检测组件传输微波脉冲。

那么,导波雷达液位变送器的安装标准与高频雷达液位变送器相同吗?

今天,我们就来了解一下导波雷达液位变送器的安装标准。

  1. 安装时,应尽量避开罐内设施,并避免检测组件(钢缆或钢杆)在测量过程中与内部障碍物接触,以免影响测量精度。
  2. 安装时,应尽量保持检测组件垂直于被测介质表面。这样,发出的微波脉冲才能到达指定位置,从而保证后续数据的准确性。
  3. 安装过程中,导波雷达液位变送器应与容器壁保持一定距离,并远离进料口和出料口。进料口和出料口对导波雷达液位变送器的精度和稳定性影响很大,因此必须格外注意。
  4. 如果导波雷达液位变送器采用螺纹连接,其长度不应超过15mm。通常,螺纹长度与测量稳定性成反比,即螺纹越短,测量越稳定。
  5. 安装过程中,如果电缆过长,需要切断导波雷达液位变送器的电源,拆下电缆,用重锤卸下固定螺丝,然后从电缆底部截断电缆。
  6. 安装过程中,如果导波雷达液位变送器安装在静压管内,注意用绝缘支架固定雷达探头,确保探头与静压管同心,避免因安装不当引起的振动影响测量精度。
  7. 安装导波雷达液位计时,如果容器连接面为金属以外的其他材质,则应使用金属法兰连接,或加装金属板。

以上是 Sino-Inst 总结的七点式导波雷达液位变送器的主要安装规范。事实上,导波雷达液位变送器的标准远不止于此。

安装时,请务必仔细阅读产品说明书。如有任何疑问,可联系厂家工程师。

介质的相对介电常数是表征介质极化的物理量。

它由介质自身的特性决定。

因此,不同的介质具有不同的相对介电常数。

被测介质的介电常数直接影响高频脉冲信号的反射率。

当电磁脉冲照射到介质表面时,电磁波会发生反射和折射。

相对介电常数越大,反射损耗越小。相反,相对介电常数越小,传输损耗越大,信号衰减越严重。

当被测介质的电导率大于10mS/cm时,所有电磁波都会被反射回来,即回波信号越强。

相对介电常数过小会导致信号严重衰减。因此,每个导波雷达液位计都有一个最小相对介电常数,以确保雷达液位计能够正常工作。

不同公司的导波雷达液位变送器具有不同的结构设计,对最小相对介电常数的要求也不同。

雷达液位计和超声波液位计有什么区别?

雷达液位计和超声波液位计都是非接触式液位测量仪器。它们的主要区别体现在以下三个方面:

工作原理

  1. 超声波液位计
    超声波液位计采用非接触式测量方法,适用于水利水文、化工石油和污水处理等行业的液位测量。超声波液位计的探头也称为换能器。换能器向被测物体发射超声波脉冲。声波接触介质表面后,被介质表面反射,并再次被换能器接收。从声波发射到反射后被吸收的时间与换能器和介质之间的距离成正比。
  2. 雷达液位计
    雷达液位计也采用非接触式测量方法。其测量原理与超声波液位计类似,即天线发射电磁波,电磁波到达被测液面后反射回来。然后天线接收并识别波特率所对应的时间距离。

适应性

超声波液位传感器在每个周期内存储和分析声波所消耗的时间略长。因此,如果液位变化速率过快,一般不建议使用超声波液位传感器。此外,超声波液位传感器对周围环境中的雾气和细粉尘较为敏感。因此,超声波液位传感器不适用于高压高温环境、充满雾气的空间或粉尘环境。相反,雷达液位传感器 可以避免上述环境的干扰。

性价比

国产超声波液位传感器的市场价格通常在几千元到几千元之间。其产品外观比雷达液位传感器更为精致,因此运输成本也相应降低。相比之下,雷达液位传感器的结构设计更为复杂,测量步骤也更为精细,因此价格更高。特别是当用户需要带有HART协议的 雷达液位传感器 时,单价会更高。但现在两者的价格差距并不大,而且还在逐年缩小。

通过归纳和比较,不难发现超声波液位传感器和雷达液位传感器各有优缺点。因此,建议用户在选购液位计时设备时,应综合考虑多方面因素。不仅要满足预设规格,更要科学地将上述各方面因素纳入考量。

延伸阅读:超声波油位传感器-外贴式-卡车油箱

您可能还有以下疑问:

如何校准雷达液位变送器?

导波雷达液位变送器的工作原理是什么?

您可以联系我们了解更多关于导波雷达(GWR)液位变送器的信息。

我们的导波雷达(GWR)液位变送器在中国制造,

价格更优,质量更高。

常见问题

导波雷达装置,也称为波导雷达液位变送器。
它没有移动部件,维护需求极低。
它可以测量液位以及两种介质之间的界面。
导波雷达液位传感器适用于储水罐、
酸碱储罐、浆料储罐、
固体颗粒和小油储罐。
适用于各种导电、非导电和腐蚀性介质。
例如煤仓、灰仓、油罐、酸罐等。

雷达液位变送器 利用雷达技术进行非接触式连续液位测量。雷达液位指示器将液位转换为电信号。该液位信号输出可供其他仪表用于监测或控制。这种测量技术常用于测量液体和固体,例如:粉煤灰筒仓。雷达液位传感器分为:脉冲雷达技术和调频连续波 (FMCW) 雷达液位传感器。
延伸阅读:固体雷达液位传感器——粉尘固体液位测量

影响导波雷达液位传感器价格的主要因素有:介质类型、防爆要求、材质和尺寸、工作温度、输出信号、接口类型、连接方式等。参考价格为500-900美元。

导波雷达是一种基于时间传播原理的测量仪器。雷达波以光速传播,其传播时间可通过电子元件转换为液位信号。
该仪器测量参考点到物料表面的距离。探头发出高频脉冲,沿电缆传播。当脉冲到达物料表面时,会被反射回来,并被仪器中的接收器接收。时间信号被转换为物料液位信号。

GWR液位变送器是导波雷达液位变送器。它是一种基于导波雷达原理的液位测量仪器。

将波导电缆拉直,放置半径为 30 厘米的内部障碍物,用虎钳固定(模拟液位),并使用高精度钢尺对比误差,计算精度。

上述方法精度不高。
如果条件允许,可将其安装在储罐上,并使用液位尺进行对比。

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