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1．導波雷達液位計產(chǎn)品概述
1.1 簡介
DJRD80系列傳感器是*的雷達式物位測量儀表，測量距離zui大35米,可以用于存儲罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量， 輸出4…20mA模擬信號。
1.2 應用
● 采用*的非接觸式測量
● 采用極其穩(wěn)定的材料制造
● 測量液體、固體介質(zhì)的物位
● 可以測量所有介電常數(shù)＞1.8的介質(zhì)
● 測量范圍0…20m（可以擴展到35米）
● 采用兩線制、回路供電的技術(shù)，供電電壓和輸出信號通過一根兩芯電纜傳輸
● 4…20mA輸出或數(shù)字型信號輸出
● 分辨率1mm
● 不受噪音、蒸汽、粉塵、真空等工況影響
● 不受介質(zhì)密度、粘稠度和溫度的變化的影響
● 過程壓力可達40bar
● 過程溫度可達250℃
1.3測量原理
高頻微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收，雷達波以光速運行，運行時間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號。一種特殊的時間延伸方法可以確保極短時間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測量。
即使工況比較復雜的情況下，存在虛假回波，用的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準確的識別出物位的回波。
1.4 輸入
天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對此信號進行處理，識別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號識別由智能軟件完成，精度可達到毫米級。距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程T成正比： D=C×T/2 （其中C為光速）
因空罐的距離E已知，則物位L為： L=E-D
1.5 輸出
通過輸入空罐高度E（=零點），滿罐高度F（=滿量程）及一些應用參數(shù)來設定，應用參數(shù)將自動使儀表適應測量環(huán)境。對應于4－20mA輸出。
2. 儀表介紹
DJRD80系列智能雷達物位儀表
| 應 用 | ：過程條件簡單，腐蝕性的液體、漿料、固體比如：污水儲罐，酸堿儲罐，漿料儲罐，固體顆粒，小型儲油罐 |
| 測量范圍 | ：20米 |
| 過程連接 | ：G11/2螺紋或11/2NPT |
| 介質(zhì)溫度 | ：-40-120℃ |
| 過程壓力 | ：-1.0-3bar |
| 重復性 | ：± 2mm |
| 精度 | ：< 0.1% |
| 頻率范圍 | ：6.8GHz |
| 防爆/防護等級 | ：Exia II CT6/IP67 |
| 信 號 輸 出 | ：4…20mA/HART（兩線） |
DJRD81
| 應 用 | ：存儲或過程容器腐蝕性的液體、漿料、固體 比如：水液儲罐,酸堿儲罐,漿料儲罐,固體顆粒,小型儲油罐 |
| 測量范圍 | ：20米 |
| 過程連接 | ：法蘭 |
| 介質(zhì)溫度 | ：-40-150℃ |
| 過程壓力 | ：-1.0-20bar |
| 重復性 | ：± 2mm |
| 精度 | ：< 0.1% |
| 頻率范圍 | ： 6.8GHz |
| 防爆/防護等級 | ：Exia II CT6/IP67 |
| 信 號 輸 出 | : 4…20mA/HART（兩線） |
DJRD82
| 應 用 | ：適應各種存儲容器或過程計量環(huán)境，液體、漿料、固體，比如：原油、輕油儲罐,原煤、粉煤倉位,揮發(fā)性液體儲罐,焦碳料位,漿料儲罐,固體顆粒 |
| 測量范圍 | ：35米 |
| 過程連接 | ：法蘭 |
| 過程溫度 | ：-40-250℃ |
| 過程壓力 | ：-1.0-40bar |
| 重復性 | ：± 2mm |
| 精度 | ：< 0.1% |
| 頻率范圍 | ：6.8GHz |
| 防爆/防護等級 | ：Exia II CT6/IP67 |
| 信 號 輸 出 | ：4…20mA/HART（兩線） |
DJRD83
3. 安裝指南
| 3.1 安裝位置說明 ● 建議距離（1）罐體內(nèi)壁至安裝短管的外壁應大于罐直徑的1/6； ● 離罐壁zui小距離為300mm； ● 不能安裝在入料口的上方（4）。 ● 不能安裝在中心位置（3），如果安裝在*，會產(chǎn)生多重虛假回波，干擾回波會導致信號丟失。 ● 如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質(zhì)會黏附造成虛假回波，在調(diào)試儀表的時候應該進行虛假回波存儲。 | | |||||
| 3.2 罐內(nèi)安裝 ● 在信號波束內(nèi)，應避免有如下安裝物（1）：例如限位開關(guān)，溫度傳感器等。 ● 對稱裝置（2），如真空環(huán)，加圈，擋板等等。 ● 如果罐內(nèi)有（1）（2）干涉物件，應采用導波管進行測量。 3.3 *安裝選擇 ● 天線尺寸：天線越大，波束角越小，干擾回波將越弱。 ● 天線調(diào)整：將天線調(diào)整到*測量位置。 ● 導波管：導波管用來避免干擾回波。 | | |||||
| 3.4 DJRD81、DJRD82的罐內(nèi)安裝 3.4.1 標準安裝 ● 雷達天線不可向罐壁傾斜。 ● 為了使溫度影響zui小化，在對接法蘭的連接處必須使用彈簧墊圈。 ● 桿式天線的雷達波發(fā)射處必須伸出安裝短管。 ● 垂直放置桿式天線，不要讓雷達束指向罐壁。 |
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| 3.4.2 DJRD81系列典型安裝 ● PTFE（聚四氟乙烯）的棒式天線特別適于測量腐蝕性的介質(zhì)，如酸和堿。食品行業(yè)的無菌容器需要不起反應，且安裝尺寸小的儀表，PTFE棒式天線不但不會起任何反應，而且所需的容器開孔很小，只有50mm或G11/2A螺紋開孔。 |
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| ● 如果測量液體，棒式天線可以直接安裝在容器 開孔上，開孔尺寸為：G11/2A、DN50…DN150,接管長度不能超過150mm（如果使用較長的天線，接管不能超過250mm）,注意：PTFE棒式天線的機械承載能力有限，如果受到彎曲的力，會變形或折斷 |
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| 3.5 DJRD83的罐內(nèi)安裝 3.5.1 標準安裝 ● 喇叭天線必須延伸出安裝短管， 否則應使用天線延伸管。 ● 喇叭天線必須調(diào)整至垂直， 不要讓雷達束指向罐壁 |
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| 3.5.2 安裝短管較長時使用天線延伸管 ● 當喇叭長度小于安裝短管長度時，應使用天線延伸管。 ● 如果喇叭口直徑大于安裝短管的直徑，包括延伸管在內(nèi)的天線需要從容器里 面安裝，并將儀表抬高。選擇延伸管使儀表至少抬高100mm。 |
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| 特殊延伸管 ● 若天線需要傾斜或垂直于罐壁安裝，可使用120°或90°的延伸管。 | ||||||
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| 從外部穿過塑料罐壁進行測量 ● 介質(zhì)的介電常數(shù)ε r ﹥10 ● zui高液面應低于罐頂20cm ● 距離H應大于100mm ● 建議使用支座安裝以便調(diào)整至理想的H ● 若有可能應避免安裝在冷藏或粘附的場合，天線與容器之間的空間應有保護措施 ● 選擇低介電常數(shù)的容器建造材料及相應的厚度，不得使用導電塑料 ● 若有可能，使用天線DN250/10″ ● 在罐外的波束范圍內(nèi)不要安裝任何可能引起干擾的部件（如管子） | ||||||
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安裝在G1
安裝在G1
法蘭的定位方向
為了準確定位，在法蘭或螺紋上均有標記，在安裝時，此標記必須符合下述方向：
● 法蘭的指示標記應指向罐壁或罐的中心
● 如使用導波管安裝，法蘭標記應指向開孔的一側(cè)
● 如使用旁通管安裝，法蘭標記應與指向連通管的一側(cè)
雷達在使用過程中，回波信號的幅度表明了安裝位置是否*，如果回波信號幅度較低可轉(zhuǎn)動法蘭，每次轉(zhuǎn)動一個孔位使干擾回波達到zui小。另外還可以通過虛假回波存儲，達到測量效果。
操作步驟如下：
Ⅰ） 在打開儲罐的過程連接之前，必須確認罐內(nèi)無壓力，并無有害介質(zhì)。
Ⅱ） 應確認容器內(nèi)空罐或料位剛好覆蓋罐底的情況下進行定位調(diào)整，料位較少的情況下也可進行定位調(diào)整；可通過虛假回波存儲，對回波信號進行優(yōu)化；
Ⅲ） 將法蘭標記轉(zhuǎn)動一個孔位，或?qū)⒙菁y轉(zhuǎn)動1/8圈，注意回波幅度，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)法蘭或螺紋，直到轉(zhuǎn)動一圈為止，在回波信號*位置定位；
Ⅳ） 在*位置固定好法蘭或擰緊螺紋，若有必要，更換密封圈
以下是回波信號示意圖：
圖一 正常的物位回波
圖二 有虛假回波
圖一
圖二
4. 導波管內(nèi)的測量
4.1 一般介紹
4.2 粘附性介質(zhì)
4.3 通過導波管測量混合介質(zhì)
| 3.6 *安裝位置 標準安裝 標記應指向罐壁； 安裝標記應位于法蘭的兩個螺栓孔的正中間
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5. 導波管的設計指南
雷達傳感器的導波管一般用于DN50、DN80、DN100和DN150的法蘭。
● 圖一是用于DN50法蘭的導波管，以此舉例進行介紹。
導波管的內(nèi)壁必須光滑（平均粗糙度Rz≤30）。導波管可以采用拉伸的或縱縫焊接的不銹鋼管。通過焊接法蘭或管接頭的時候必須注意管內(nèi)壁上不能有焊縫或凸緣，在焊接前從內(nèi)側(cè)固定好套管和法蘭。
焊接時注意不要焊透套管壁。套管內(nèi)壁必須保持平滑。如果不小心焊透了套罐壁，您必須重新整平內(nèi)壁，否則會產(chǎn)生很大的虛假回波。
● 圖二介紹是用于DN100法蘭的導波管。
DN80、DN100、DN150法蘭的雷達傳感器帶喇叭口天線。對于這些傳感器，在傳感器一端可以通過一個平的焊接法蘭代替預焊的法蘭盤。
● 如果攪動或流動的介質(zhì)，需要將導波管固定在容器底上。對于較長的導波管，必須考慮使用分段固定。
如果介質(zhì)介電常數(shù)?。ǎ?font face="Times New Roman">3），雷達信號會穿透介質(zhì)。當容器近似空倉的時候，容器底的反射回波會影響測量?？梢栽趯Рü苣┒税惭b折射板將容器底的反射回波折射走。
通過折射板可以保證空倉這一點的物位被準確測量。
如果不使用折射板，也可以將導波管的末端彎成一個彎度，同樣可以折射走容器底部的回波。
6. 虛假回波
由于安裝的不正確會產(chǎn)生很大的虛假回波，以下是經(jīng)常出現(xiàn)安裝錯誤的舉例。
| ● 如果傳感器安裝在旁通管上（比如：以前使用的是浮子鋼帶測量裝置），雷達傳感器必須安裝在高于旁通管與容器上部的連通部分至少500mm的地方。如果旁通管的內(nèi)壁不平，需要在附加使用一個測量套管（管子套管子）。 ● 如果介質(zhì)的介電常數(shù)?。ǎ?font face="Times New Roman">4），旁通管的長度應較普通的旁通管長，因為部分雷達信號可以穿透介電常數(shù)小的介質(zhì)，當旁通管的介質(zhì)很少的時候，由旁通管底部反射的回波信號要比介質(zhì)反射的信號還要強，此時，經(jīng)常出現(xiàn)測量誤差。在這種情況下，如果將旁通管延長（300…800mm）,穿透介質(zhì)的那部分雷達信號可以在這部分介質(zhì)中被衰減。也可以在旁通管底部安裝折射板，將到達底部的雷達信號折射走。 延長的旁通管用于測量表面波動大的介質(zhì) 利用旁通管測量介電常數(shù)小的介質(zhì) |
| ● 對于粘附性介質(zhì)，導波管的直徑應該盡量大一些。對于非粘附性的介質(zhì)，導波管的直徑可以為50mm.對于有些粘附的介質(zhì)，導波管的直徑一般為100mm或150mm。 ● DN50、DN80、DN100、DN150安裝導波 管如果介質(zhì)的粘附性太強，不能通過導波管進行測量 |
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7. 典型的安裝錯誤
| ● 如果需要測量導波管內(nèi)的混合介質(zhì)或分層介質(zhì)，導波管上需要開圓形孔、長圓形孔或矩形孔。開孔是為了充分混合導管內(nèi)的介質(zhì)。 ● 由于雷達信號極性的問題，應該在導波管上成180° 開兩排圓形或矩形孔。雷達傳感器在安裝的時候應該注意：開孔的軸線應該與傳感器的標牌的一側(cè)對齊。 ● 較寬的矩形孔會造成虛假回波，因此矩形孔不能寬于10mm。為了降低信號的噪音面，圓形的開孔優(yōu)于矩形的開孔。 相同的介質(zhì) 混合介質(zhì) 混合介質(zhì) |
| 4.4 帶球閥的導波管 ● 如果在導波管上使用球閥，可以在不打開容器的條件下對儀表進行維護保養(yǎng)（比如：測量液態(tài)煤氣或有毒的介質(zhì)）。 ● 要做到球閥的通道對測量沒有影響，必須使球閥的直徑與導波管的直徑相匹配。球閥距離儀表法蘭至少500mm。 |
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| 圖一 | 圖二 |
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| 旁通管末端彎曲示意圖 |
| 容器內(nèi)的突起部分 ● 如果容器內(nèi)有上表面是平面的凸起部分，會對測量有很大的影響。必須在凸出部分上加一個折射板，以保證正常測量。 正確 錯誤 | 介質(zhì)附著 ● 如果傳感器距離容器太近安裝，附著在容器壁上的介質(zhì)會造成虛假反射。傳感器應該與容器壁保持一定距離。 正確 錯誤 |
| 容器內(nèi)的裝置 ● 容器內(nèi)的裝置，比如：梯子等都會造成虛假回波。在設計安裝位置的時候，不能有任何專職阻擋雷達信號的運行。
正確 錯誤 | 容器內(nèi)的支架 ● 和其它容器裝置一樣，容器內(nèi)支架會造成很強的虛假回波。采用折射板可以很好地防止虛假反射。
正確 錯誤 |
| 介質(zhì)波動大 ● 如果介質(zhì)產(chǎn)生很強的渦流，比如：由于攪 拌或很強的 化學反應等，建議采用導波管或旁通管測量。注意導波管或旁通管內(nèi)不能附著介質(zhì)。如果介質(zhì)有可能產(chǎn)生附著的話，要使用100mm標準的或更粗的導波管或旁通管。 | 正確 錯誤 |
| 容器接管太長 ● 如果容器接管太長，會造成虛假反射。一定要保證喇叭口天線伸出接管至少10mm.如果使用棒式天線，容器接管的長度為max.100或60mm（棒長545mm,容器接管zui長250mm）。
正確 錯誤 喇叭口天線：正確與錯誤的接管長度 正確 錯誤 棒式天線正確與錯誤的接管長度 | 半球形或拱形罐頂 ● 半球形或拱形罐頂相對于雷達傳感器就相當于一個凸透鏡。如果雷達傳感器正好安裝再這個凸透鏡的焦點上，傳感器接受到的虛假回波會增強。*的安裝位置在容器半徑的1/2處。
安裝在拱形罐頂上 |
正確
錯誤
錯誤8. DJRD80系列尺寸
| 傳感器沒有對準介質(zhì)表面安裝 ● 如果傳感器沒用對準介質(zhì)表面安裝的話，測量信號就會減弱。必須將雷達傳感器的軸線垂直對準 介質(zhì)表面。
傳感器應該對準介質(zhì)表面 ● 傳感器距離容器壁太近 如果傳感器距離容器太近，會產(chǎn)生很強的虛假回波。附著的介質(zhì)、鉚釘、螺釘或焊縫都會造成虛假反射。所以傳感器一定要與容器壁保持一定距離。 ● 如果反射條件好（液體介質(zhì)、沒有其它容器裝置），建議錐形發(fā)射角內(nèi)側(cè)不能有容器壁阻擋雷達信號運行，如果發(fā)射條件不好，建議錐形發(fā)射角外側(cè)不能有干擾。 產(chǎn)生泡沫 ● 介質(zhì)表面的又厚又稠的泡沫會造成測量誤差。必須對此采取措施，可以選用旁通管會使用其它測量方法，比如：電容式電極或靜壓式傳感器。 | 導波管安裝錯誤 ● 沒有開通氣孔 在導波管上端必須開通氣孔，如果不開通氣孔，會造成錯誤測量。 正確 錯誤 極性方向錯誤 ● 如果通過導波管測量，特別是為了混合導波管內(nèi)外的介質(zhì)，導波管上開圓形孔或矩形孔，特別要注意極性方向。 ● 導波管的兩排孔（成180°）必須和雷達信號的極性方向處在同一個平面上。雷達信號的極性方向總是和雷達傳感器的標牌一側(cè)處在同一個平面上。 正確 錯誤 |
正確 錯誤
9. 法蘭外形尺寸圖
10. 發(fā)射角和虛假反射
11. 儀表線性
DJRD81
DJRD82
DJRD83
12. 測量條件
注意事項
l 測量范圍從波束觸及罐底的那一點開始計算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當物位低于此點時無法進行測量。
l 若介質(zhì)為低介電常數(shù)當其處于低液位時，罐底可見，此時為保證測量精度，建議將零點定在低高度為C 的位置。
l 理論上測量達到天線*的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測量范圍的終值應距離天線的*至少100mm。
l 對于過溢保護，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
l zui小測量范圍與天線有關(guān)。
l 隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進行測量的。
l 當測量范圍超出時，儀表輸出為22mA電流。
13. 接線方式
14.調(diào)試
DJRD80可以通過三種方式調(diào)試：
l 通過顯示調(diào)整模塊DJPM
l 通過調(diào)試軟件DJSOFT
l 通過HART手持編程器
14.2 通過DJSOFT軟件調(diào)試
無論那種信號輸出，4…20mA/HART,雷達傳感器都可以通過軟件進行調(diào)試。采用DJSOFT軟件進行儀表調(diào)試，需要一個儀表CONNECTCAT驅(qū)動器。
使用軟件調(diào)試的時候，給雷達儀表加電24VDC，同時在連接HART適配器前端加一個250歐姆的電阻。如果一體式HART電阻（內(nèi)部電阻250歐姆）的供電儀表，就不需要附加外部電阻，HART適配器可以和4…20mA線并聯(lián)。
14.3 通過HART手持編程器
15. 技術(shù)數(shù)據(jù)：
基本參數(shù) 工作頻率：6.8GHz
波 束 角： 24°DJRD81, DJRD82
20°DJRD83 帶DN150法蘭
16°DJRD83 帶DN200法蘭
14°DJRD83 帶DN250法蘭
測量范圍：0…35m
重復性 ：±2mm
分辨率 ：1mm
采樣 ：回波采樣55次/s
響應速度：>0.2s（根據(jù)具體使用情況而定）
電流信號：4…20mA
精度 ：<0.1%
天線材質(zhì) DJRD81 ： PP或PTFE
DJRD82 ： PTFE
DJRD83 ： 不銹鋼
通訊接口 HART通訊協(xié)議
過程連接 DJRD81 （PP，PTFE棒式天線） ：G11/2A或11/2NPT
DJRD82（PTFE棒式天線） ：翻邊法蘭DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250
DJRD83（喇叭口形式天線）：法蘭DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250
電源 電源：24V DC（ /-10%），波紋電壓：1Vpp
耗電量：max22.5mA
環(huán)境條件 溫度：－40℃…＋70℃
容器壓力（表壓）－1…40bar
防爆認證 Exia II C T6
外殼保護等級 IP67
兩線制接線 供電和信號輸出共用一根兩芯導線
電纜入口 2個M20*1.5或2個1/2NPT（電纜直徑5…9mm）
