超聲波雷達液位計.ppt

1、超聲波超聲波/雷達液位計雷達液位計 測量原理及應(yīng)用測量原理及應(yīng)用 劉海泉 2008年3月10日 計控車間崗位培訓(xùn)之 雷達物位計 http:/ 一、概述 近年來，隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，對物 位儀表的需求日益增加。國內(nèi)物位儀表工業(yè) 基礎(chǔ)較差，生產(chǎn)廠規(guī)模較小，主要產(chǎn)品仍以 機械型為主，如玻璃板(管)液位計、磁浮子 液位計及開關(guān)等。雖然20世紀(jì)80年代中后期 曾引進了幾項當(dāng)時較先進的產(chǎn)品，如超聲物 位計、電容物位開關(guān)等，但現(xiàn)在與國外同類 產(chǎn)品相比，已無先進性可言。目前，國內(nèi)物 位儀表市場中高端產(chǎn)品主要靠進口，所以國 外幾個主要物位儀表公司都已進入中國市場， 銷量逐年增長，相互競爭也很激烈。如 VEGA

2、、 SIEMENS、EH等 A、雷達物位計、雷達物位計 1）、原理）、原理 微波物位計俗稱雷達物位計，它是基 于微波在被測物料表面反射的時間行程原 理。物位是由儲罐頂部的天線發(fā)射的雷達 信號測量的：雷達信號被物料表面反射后， 由天線接收回波，由于信號頻率在改變， 回波與信號發(fā)射瞬間的相比，其頻率稍有 不同，該頻率差正比于至物位的距離，從 而精確地計算出物位 。 大多數(shù)經(jīng)濟型的微波物位計都采用5.8GHz或 6.3GHz的微波頻率，其輻射角較大(約30o)， 容易在容器壁或內(nèi)部構(gòu)件上產(chǎn)生干擾回波。 雖然加大喇叭天線尺寸可稍減少發(fā)射角度， 但體積增大，使用不便，而且改善有限。有 的公司采用更高頻率

3、的微波物位計，如 Siemens公司的LR400(24GHz)及Vega公司 的Vega Puls40系列(26GHz)。當(dāng)采用4喇叭 天線時輻射角約8o，而同樣的天線采用 5.8GHz的頻率時，則為30o，所以采用高頻 時，天線輻射角可減小，即使在狹長容器中 也能較好工作，精確度也可提高。 2)、雷達物位計的應(yīng)用、雷達物位計的應(yīng)用 雷達物位計可安裝于各種金屬、非金 屬容器或管道內(nèi)，對液體、漿料及顆粒料 的物位進行非接觸式連續(xù)測量。適用于粉 塵、溫度、壓力變化大，有惰性氣體及蒸 汽存在的場合。對人體及環(huán)境均無傷害。 我廠以前用的最多的雷達液位計是德 國VEGA物位計，用在配料倉、正壓輸送 的目

4、標(biāo)倉和煙灰倉，有棒式的、纜式的。 SIEMENS的雷達液位計用在亞砷酸的真 空蒸發(fā)器和凈液的板式蒸發(fā)器上. 3)、雷達物位計的參數(shù)設(shè)定及維護、雷達物位計的參數(shù)設(shè)定及維護 a、參數(shù)設(shè)定、參數(shù)設(shè)定 VEGA物位計的參數(shù)設(shè)定是通過一個小 的編程器來實現(xiàn)的，該種物位計不適合在 我廠使用,故不作詳細(xì)介紹。SIEMENS的 雷達液位計參數(shù)設(shè)定同超聲波液位計參數(shù) 設(shè)定，下面再進行講解。 b、維護、維護 雷達物位計的日常維護主要是導(dǎo)波棒的 清理。因為長時間的工作，導(dǎo)波棒上會有 物料的粘結(jié) B、超聲波物位計 超聲波物位測量技術(shù)發(fā)展已較成熟，應(yīng) 用面也較廣，已成為物位測量的一種重 要解決方案。 超聲波物位計是利用

5、超聲波在氣體、液 體或固體中的衰減、穿透能力和聲阻抗 不同的性質(zhì)來測量兩種介質(zhì)的界面。它 是由探頭發(fā)射超聲波并接受回波，變換 器對回波信號進行處理并轉(zhuǎn)換成4 20mA信號輸出。 1)、原理 2)、應(yīng)用包括： 化工與石化儲存容器及工藝儲罐 制藥業(yè)反應(yīng)器 食品與飲料制造業(yè) 煉油工藝容器 礦業(yè)礦山礦石 水及污水處理 水電力發(fā)電及水壩 水泥、煤粉、礦粉、大豆、小麥、大米、 木片屑及其它固料測量應(yīng)用 這里先介紹西門子公司的液位計參數(shù)設(shè)定這里先介紹西門子公司的液位計參數(shù)設(shè)定 3)、 接線接線(1) 以以MultiRanger100200為例，講一下接線應(yīng)注意的問題。為例，講一下接線應(yīng)注意的問題。 3)、

6、接線接線(2) 探頭和轉(zhuǎn)換器要用屏蔽電纜連接探頭和轉(zhuǎn)換器要用屏蔽電纜連接,不要把屏蔽線不要把屏蔽線 和白線連接在一起和白線連接在一起;屏蔽線接到獨立的端子屏蔽線接到獨立的端子 (注意：注意： 以前以前Miniranger Plus系列的表白線和屏蔽線是連接在一起的系列的表白線和屏蔽線是連接在一起的)。 注意：接線時最好是先接電源線，輸出線先注意：接線時最好是先接電源線，輸出線先 不接，待通電正常后再接輸出線！不接，待通電正常后再接輸出線！ 4)、 參數(shù)設(shè)定參數(shù)設(shè)定 再以再以MultiRanger100200為例，通過手操器進行設(shè)定。為例，通過手操器進行設(shè)定。 SIEMENS雷達液位計的參數(shù)設(shè)定

7、同雷達液位計的參數(shù)設(shè)定同MultiRanger100200 Miniranger Plus(妙聲力系列妙聲力系列)類似于類似于MultiRanger100 200，主要的參數(shù)設(shè)定是一樣的，主要的參數(shù)設(shè)定是一樣的 運行模式和編程模式顯示含義運行模式和編程模式顯示含義 運行模式運行模式 編程模式編程模式 1 索引類型索引類型 索引類型索引類型 2 索引索引 索引索引 3 主要讀數(shù)主要讀數(shù) 參數(shù)值參數(shù)值 4 單位單位 單位單位 5 高高/高高報警高高報警 輔助功能輔助功能 6 物位顯示物位顯示 n/a 7 加料顯示加料顯示 卷動圖標(biāo)卷動圖標(biāo) 8 放料顯示放料顯示 卷動圖標(biāo)卷動圖標(biāo) 9 低低/低低報警

8、低低報警 n/a 10 編程的繼電器編程的繼電器 編程的繼電器編程的繼電器 11 動作的繼電器動作的繼電器 動作的繼電器動作的繼電器 12 輔助讀數(shù)輔助讀數(shù) 參數(shù)號參數(shù)號 13正常讀數(shù)正常讀數(shù) n/a 14失效狀態(tài)保持操作失效狀態(tài)保持操作 n/a 具體操作：具體操作： 首先首先 給給MultiRanger 100200 上電。上電。 改變參數(shù)改變參數(shù) 注意：如果參數(shù)值不允許改變，進入鎖定參數(shù)（注意：如果參數(shù)值不允許改變，進入鎖定參數(shù)（P000）并鍵入安全碼。）并鍵入安全碼。 1. 由運行模式開始，按編程鍵由運行模式開始，按編程鍵 然后按顯示鍵然后按顯示鍵 使設(shè)備進入編程模式。使設(shè)備進入編程模式

9、。 2.按顯示鍵按顯示鍵 選擇參數(shù)值區(qū)域。選擇參數(shù)值區(qū)域。 3.按增加按增加 或減少或減少 選擇參數(shù)號進行修改。選擇參數(shù)號進行修改。 4.鍵入?yún)?shù)號（例如鍵入?yún)?shù)號（例如820），鍵入三位數(shù)后，參數(shù)），鍵入三位數(shù)后，參數(shù) 值顯示出來。值顯示出來。 5. 鍵入新值，按回車鍵鍵入新值，按回車鍵 。MultiRanger 識識 別此值，接受或者用一個有效值取代它。別此值，接受或者用一個有效值取代它。 5)、設(shè)定與維護、設(shè)定與維護 P000 口令 1954 P001 測量模式：1物位、2空間、3距離 1 P002 介質(zhì)：1液體,流體或平整表面2不平整表面和固體 1 P003 測量響應(yīng):1=0.1m/m

10、in,2=1m/min,3=10m/min 2 P004 換能器(探頭): 102=XPS-10, 104=XPS-15 102/104 P005 單位:1=米,2 =厘米,3=毫米,4=英尺,5=英寸 1 P006 空罐距離:探頭表面到零物位距離 P007 量程:從空罐(零位)到滿罐(100%)物位的距離 P800 近閉鎖區(qū):輸入滿量程位置到探頭表面的距離 P820 算法:1最大和首波較優(yōu),2最大波,3首波 1 P999 復(fù)位 6)、常見故障、常見故障 轉(zhuǎn)換器無顯示轉(zhuǎn)換器無顯示檢查供電電源，電源正檢查供電電源，電源正 常則轉(zhuǎn)換器故障常則轉(zhuǎn)換器故障 顯示顯示short 探頭黑白線接反探頭黑白線

11、接反 顯示顯示open探頭線開路或接觸不良探頭線開路或接觸不良 液位波動液位波動檢查探頭線是否腐蝕、探檢查探頭線是否腐蝕、探 頭上是否有粘結(jié)，是否有蒸汽干擾頭上是否有粘結(jié)，是否有蒸汽干擾 液位不變化液位不變化檢查探頭有無波發(fā)出或容檢查探頭有無波發(fā)出或容 器內(nèi)是否有雜物器內(nèi)是否有雜物 B.EH FMU 860液位計參數(shù)設(shè)定液位計參數(shù)設(shè)定 (參照光盤上參照光盤上FMU 860相關(guān)內(nèi)容講解相關(guān)內(nèi)容講解P28 P30) 基本設(shè)定（基本設(shè)定（P34、P37P39） VH E H0H1H2H3H4H5H6H7H8H9 V0測 量 值 零 點 校 驗 量 程 校 驗 液 位 測 量 探 頭 型 號 零 點

12、值 量 程 輸 出 阻 尼 測 量 距 離 測 量 液 位 V1V9 繼電 器等 下面簡單介紹E+HFMU 860參數(shù)設(shè)定: E+HFMU90系列參數(shù)設(shè)定按說明書逐步去修改,都是 菜單式的,要更深的研究就要仔細(xì)閱讀說明書. 7)、安裝注意事項、安裝注意事項 a、轉(zhuǎn)換器的安裝：、轉(zhuǎn)換器的安裝：可安裝在現(xiàn)場，也可裝在可安裝在現(xiàn)場，也可裝在 儀表室但和探頭距離不要超過儀表室但和探頭距離不要超過365米，安裝要米，安裝要 現(xiàn)場要考慮維護方便、不易被腐蝕的地方。現(xiàn)場要考慮維護方便、不易被腐蝕的地方。 b、探頭安裝位置選擇要考慮以下幾種因素：、探頭安裝位置選擇要考慮以下幾種因素： 1、不要離被測容器邊緣太

13、近；、不要離被測容器邊緣太近； 2、檢測孔下面沒有盤管、攪拌漿、支撐梁、檢測孔下面沒有盤管、攪拌漿、支撐梁 或其它東西；或其它東西； 3、偏離下料口或出料口；、偏離下料口或出料口； 4、易于檢修、易于檢修 8)、常用型號、常用型號: 1.雷達液位計 a)西門子(SIEMENS):LR300/LR400系列 b)E+H(Endress+Hauser):FMP41C 2.超聲波液位計 c)西門子:Miniranger Plus(妙聲力超聲波液位計妙聲力超聲波液位計) MultiRanger100200 (超聲波液位計超聲波液位計) 轉(zhuǎn)換器型號：7ML5033-1BA001A 探頭型號:XPS15/

14、7ML1118-0CD30 d)E+H:.轉(zhuǎn)換器型號:FMU 860 探頭型號：FDU81RG1A .轉(zhuǎn)換器型號:FMU90-R11CA111AA3A 探頭型號：FDU9194 超聲波液位計我們還用了超聲波液位計我們還用了ABB公司的公司的. E、物位開關(guān) 常用的物位開關(guān)音叉式物位開關(guān)、振動棒 物位開關(guān)、阻旋料位開關(guān) 、連桿浮球液位 開關(guān) 、光電液位開關(guān) 等 音叉式物位開關(guān)工作原理：通過安裝在音叉 基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻 率下振動。當(dāng)音叉與被測介質(zhì)相接觸時，音 叉的振幅和頻率將發(fā)生突變，智能電路對此 進行檢測并將這種變化轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)信號。 開關(guān)量物位計的標(biāo)定：開關(guān)量物位計的標(biāo)定： 可通過短路跳接和撥動開關(guān)可通過短路跳接和撥動開關(guān) 來設(shè)置物位開關(guān)的上限和下限。來設(shè)置物位開關(guān)的上限和下限。 一般設(shè)為上限有料動作一般設(shè)為上限有料動作(常開常開)、 下限空料動作下限空料動作(常閉常閉)。 開關(guān)量物位計還要設(shè)定反應(yīng)開關(guān)量物位計還要設(shè)定反應(yīng) 時間，要在實際經(jīng)驗中總結(jié)。時間，要在實際經(jīng)