导波雷达物位计

1. 产品概述

1.1 测量原理

导波雷达是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式或杆式探头传导，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。

输入

反射的脉冲信号沿缆式或杆式探头传导至仪表电子线路部分，微处理器对此信号进行处理，识别出微波脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成，距离物料表面的距离 D 与脉冲的时间行程 T 成正比： D=C × T/2 其中 C 为光速

因空罐的距离 E 已知，则物位 L 为： L=E-D

输出

通过输入空罐高度 E （ = 零点），满罐高度 F （ = 满量程）及一些应用参数来设定，应用参数将自动使仪表适应测量环境。对应于 4 … 20mA 输出。

1.2 测量范围

F---- 测量范围 E---- 空罐距离 B---- 顶部盲区 H---- 探头到罐壁的最小距离

顶部盲区是指物料高料面与测量参考点之间的最小距离。底部盲区是指缆绳底部附近无法精确测量的一段距离。顶部盲区和底部盲区之间是有效测量距离。

注意：

只有物料处于顶部盲区和底部盲区之间时，才能保证罐内物位的可靠测量。

2. 仪表介绍

应用：液体、粉料、固体颗粒

测量范围：30米

过程连接：螺纹、法兰

过程温度：-40 … 250 ℃

过程压力：-1.0 … 20bar

精度：± 1mm

频率范围：100MHZ … 1.8GHZ

防爆/防护等级：Exia II C T6/IP67

信号输出：4 … 20mA/HART(两线)

3. 安装指南

下述的安装指南适用于缆式和杆式探头测量固体颗粒料和液体物体。

3.1 安装位置：

• 尽量远离出料口和进料口。
• 对金属罐和塑料罐，在整个量程范围内不碰壁。
• 建议安装在料仓直径的1/4处。
• 缆式探头或杆式探头离罐壁最小距离不小于30厘米。
• 探头底部距罐底大约30mm。
• 探头距罐内障碍物最小距离不小于200mm。
• 如果容器底部是锥型的，传感器可以安装罐顶中央，这样可以一直测量到罐底。

3.2 杆式雷达安装图（主要用于液体液位的测量）

特点：

• 可以测量介电常数大于等于1.8的任何介质。
• 一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。
• 杆式雷达最大量程可以达到6米。
• 对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。

3.3 双杆式雷达安装图（主要用于液体液位的测量）

特点：

• 介电常数比较小的液体物料可以采用双探杆式测量方式，以保障良好的准确测量。
• 可以测量介电常数大于等于1.6的任何介质。
• 一般用于测量粘度≤500cst而且不容易产生粘附的介质。
• 杆式雷达最大量程可以达到6米。
• 对蒸汽和泡沫有很强的抑制能力，测量不受影响。

3.4 安装方法

• 合理安装能确保仪表长期可靠而精确的测量仪表可采用螺纹连接，螺纹的长度不要超过150mm，还可以采用在短管上安装。安装短管直径在2″至6″则安装短管高度应≤150mm，若安装于较长的短管上，应底部固定缆式探头或选用对中支架以避免缆式探头与短管末端接触。
• DN200或DN250的安装于短管内安装当仪表需要安装于直径大于200mm短管时，短管内壁产生回波，在介质介电常数低的情况下会引起测量误差。因此，对于一个直径为200mm或250mm的短管，需要选一个带"喇叭接口"的特殊法兰。
• 在塑料罐上安装

注意！

无论是缆式或杆式若想仪表工作正常，过程连接表面应为金属。当仪表装在塑料罐上时，若罐顶也是塑料或其它非导电材质时，仪表需要配金属法兰，若采用螺纹连接，需配一块金属板。

仪表探头与罐壁的距离仪表探头至罐壁的距离建议为罐直径的1/6－1/4(至少大于300mm，混凝土罐至少400mm)选择探头长度时，注意探头底部距罐底约大于30mm。

注意事项：

• 雷达安装不要装在下料口处（图一）
• 应避免罐内其它装置接触到微波传导部件（图二）
• 应避免导波缆式探头接触到安装短管（图三）

图一图二图三

缆绳所受下拉力

当加料和出料时，介质对缆式探头将产生下拉力，下拉力的大小取决于下列因素：

1. 缆绳长度
2. 物料的密度
3. 储仓的直径
4. 缆绳的直径

以下是6mm缆式探头典型介质产生的压力

拉力6mm电缆（KN）

1 2 6

1 0 5

8 4

6 3

4 2

2 1

缆长（m）水泥沙子

30 30

25 25

干扰的优化

• 干扰回波抑制：软件可实现对干扰回波的抑制，从而达到理想测量效果
• 旁通管及导波管（仅适用于液体）对于粘度不大于500cst，可采用旁通管，导波管或同轴管式雷达来避免干扰。

腐蚀性介质测量

如果测量腐蚀性介质，可选用杆式探头套一个塑料套管或四氟套管进行测量。

导波雷达探头末端的固定

探头末端如需要固定场合应用有两种固定方式：一种是绝缘固定；另外一种是非绝缘固定。

• 绝缘固定：被测介质的介电常数较低且固定在金属罐底时需要绝缘固定。
• 非绝缘固定：被测介质介电常数很高，罐体为非金属材料、介电常数很低的材料或与被测介质介电常数接近的材料，这时可以采用非绝缘固定。

备注：如用户不能确定绝缘固定或非绝缘固定，请直接与厂家联系。

4. 接线方式

5. 调试

JERD可以通过三种方式调试：

1. 通过显示调整模块 JEPM
2. 通过调试软件 JESOFT
3. 通过 HART 手持编程器

5.1 通过编程模块调试（JEPM）

编程器由6个按键和一个液晶显示屏，可以显示调整菜单和参数设置。其功能相当于一个分析处理仪表。

5.2 通过软件调试

雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用JESOFT软件进行调试，需要一个仪表CONNECTCAT驱动器。使用软件调试的时候，给雷达仪表加电24VDC，同时在连接HART适配器前端加一个250欧姆的电阻。如果一体式HART电阻（内部电阻250欧姆）的供电仪表，就不需要附加外部电阻，这时候HART适配器可以和4…20mA线并联。

24V DC供电

5.3 通过HART手持编程器

6. 仪表尺寸（单位mm）编程器尺寸（单位mm）

7. 仪表线性

8. 技术参数

参数：

• 工作频率:100MHZ-1.8GHZ
• 测量范围：缆式：0-30m；杆式、双杆式：0-6m
• 重复性：±2mm
• 分辨率：1mm
• 采样：回波采样55次/s
• 响应速度：大于0.2S（根据具体使用情况而定）
• 输出电流信号：4…20mA
• 精度：小于0.1%
• HART通讯协议

过程连接：

• G1 1/2A法兰
• DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250法兰

过程压力：-1-20bar

电源：24VDC(±10%), 纹波电压：1Vppmax 22.5mA

温度：-40℃…+70℃

防护等级：IP67

防爆等级：EXia IICT6

仪表供电和信号输出共用一根两芯屏蔽电缆线

2个M20*1.5或1/2 NPT(电缆直径5--9mm)

下表列出不同类别被测介质与测量距离的关系

固体颗粒	液体	测量范围
	－冷凝气，如N2CO2	3m（仅指同轴杆式探头）
－塑料带粒子－白灰石，特种水泥－糖	－液化气，如丙烷－溶剂－氟利昂12/氟利昂－棕榈油	25m
－普通水泥，石膏	－矿物油，燃料	30m
－谷物，种子－石头－砂粒	－苯，苯乙烯，甲苯－呋喃－萘	30m
－潮湿的石头，矿石－盐	－氯苯，氯仿－纤维素喷雾－异氰盐酸，本胺	30m
－金属粉末－碳黑－煤炭	－含水液体－酒精－液氨	30m

9. 产品选型

仪表型号，探头类型，最大量程，材质

• JERD701 6mm缆式探头 30000mm 不锈钢316L
• JERD702 10mm杆式探头 6000mm 不锈钢316L
• JERD703 10mm双杆式探头 6000mm 不锈钢316L（法兰安装）

防爆

• P 非防爆型（普通型）电流信号输出（4…20mA）HART协议
• I 本安防爆型（EXia II CT6）电流信号输出（4…20mA）HART协议
• D 本安型＋隔爆型(Ex d ia Ⅱ CT6) 电流信号输出(4…20mA)HART协议

一体化过程连接/材质

• G G1 1/2A螺纹不锈钢316L
• N 1 1/2NPT螺纹不锈钢316L
• C 法兰DN50 PN16C不锈钢316L
• D 法兰DN80 PN16C不锈钢316L
• E 法兰DN100 PN16C不锈钢316L
• F 法兰DN150 PN16C不锈钢316L
• H 法兰DN200 PN16C不锈钢316L
• K 法兰DN250 PN16C不锈钢316L
• Y 特殊约定

密封温度

• P 普通密封 -40…100℃
• G 高温密封 -40…250℃带散热器

外壳/防护等级

L 铝/IP67

电缆接口

• M M20*1.5
• N 1/2 NPT

现场显示

• V 带
• X 不带

编程器

• B 带
• X 不带

探头长度(cm)

三 现场信号显示器 JE631

液晶显示仪表技术规格

• 工作温度：－20℃…70℃
• 湿度：0…100％相对湿度
• 显示：四位液晶显示
• 显示响应：标准显示响应与4…20mA输入成线性关系
• 显示方式：高度（空高、料高）、百分比、体积

壳体技术规格

• 外壳材料：铝
• 外壳喷漆：聚氨酯
• 密封材料：丁腈橡胶
• 电器连接：两个M20*1.5或两个1/2 NPT不锈钢电缆密封套
• 重量：3.2Kg

性能

显示精度：表头显示或校准量程的0.2％

显示分辨率：表头显示或校准量程的0.1％

故障模式：液晶显示仪表发生故障或损坏不影响物位计的正常工作，所有数据都将保存在存储器中，即使断电也不会丢失数据。

4. 现场信号显示器选型

型号

• 631 P 普通
• I 防爆

显示

• A 高度
• B 体积
• C 百分比

电缆接口

• M M20*1.5
• N 1/2 NPT

电缆线（m）