一、雷达液位计
1、雷达液位计的工作原理
雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面发射,当电磁波碰到液面后反射回来,仪表检测出发射波及回波的时差,从而计算出液面的高度。被测介质导电性越好或介电常数越大,回波信号的反射效果越好。
雷达液位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示等几部分组成。发射一反射一接收是雷达液位计工作的基本原理。它分为时差式和频差式。
时差式是发射频率固定不变,通过测量发射波和反射波的运行时间,并经过智能化信号处理器,测出被测液位的高度。这类雷达液位计的运行时间与液位距离的关系为:t=2d/c。式中C为电磁波传播速度,C=300000km/s;d为被测介质液位和探头之间的距离,m;t为探头从发射电磁波至接收到反射电磁波的时间。频差式是测量发射波与反射波之间的频率差,并将这频率差转换为与被测液位成比例关系的电信号。这种液位计的发射频率不是一个固定频率,而是一等幅可调频率。
2、雷达液位计的特点及主要性能参数
雷达液位计在易燃、易爆、强腐蚀性、高温、粘稠等恶劣的测量条件下,更显示出其的性能,特别适用于大型立罐和球罐等的测量。不同厂家液位计的性能有所差异,详见厂家有关资料。对其性能的了解,有利于雷达液位计的正确运用。
3、雷达液位计的选型
天线是雷达液位计关键部件,天线的形状决定雷达波的聚焦和灵敏度。喇叭口天线适用于绝大多数场合,聚焦特性特别好。现场许多储罐都选用此类型天线,但不适用于腐蚀性介质的测量。杆式天线的安装法兰尺寸小,化学稳定性好,易清洗,对冷凝水的粘附不敏感,特别适用于测量腐蚀性介质(如硫磺)及较窄的安装短管里进行高精度测量。法兰下置型天线适用于高温介质、腐蚀性介质或不能在顶部安装的环境。抛物面天线聚焦性好,不受加热蒸汽的影响,特别适用于带加热蒸汽的大型容器的罐内测量,如渣油、沥青等的测量,测量范围可达40m
二、外贴式液位计
1、外贴式液位计的原理
外贴式液位计是一种利用声纳测距原理,并采用微振动分析技术,从容器外测量液位的新型液位仪表。
声纳测距原理:由吸附在储罐底部的液位探头发射声波,穿透罐壁并在液体内传播,当声波到达液面时,会被反射一部分形成回波,回波信号到达罐底,穿透罐壁,被液位探头接收,并传至液位计主机内。根据发射和接收到回波的时间差,计算出液位高度。
微振动分析技术:实际生产中工况复杂,罐型不同;罐内有内件、盘管;工艺介质黏稠、含杂质;温度变化等。这些因素会产生很多干扰信号,让液位探头接收到的回波信号变复杂,微振动分析技术会自动判断正确的液位信号,很好地解决回波干扰问题。
自动校准功能:当液体的温度、成分发生变化时,会对声纳信号在液体里的传播速度产生影响,带来测量误差。为确保仪表测量精度,可在容器内加装校准器,用校准探头测量校准器内液柱的长度(校准器长1m),得到声纳在液体里的实际传播速度,在液位计主机内对液位的测量结果进行补偿修正,消除液体温度和成分变化对测量精度的影响。
2、外贴式液位计的组成
外贴式液位计由液位探头、校准探头和液位计主机三部分组成,针对不同场合,还可设置校准器、转向器、探头安装座、仪表保护箱等组件。
液位探头直接吸附在罐底的外壁上,负责发出声纳和接收回波。校准探头在罐体外壁的安装形式同液位探头。转向器一般用于罐底无法安装液位探头的工况,将液位探头安装在罐体侧面,再通过转向器将声波反射到液面。液位计主机安装在被测容器旁,将检测信号进行接收、分析和计算后,转变成4~20mA标准模拟量信号,传输DCS进行集中显示,也可提供MODBUS、TCP等通讯方式。