導波雷達原理

1、MagnetrolEclipse 導波雷達1基本原理1、根據麥克斯維電磁場理論，變化的電場會產生變化的磁場，變化的磁場會產生變化的電場，這種可變電場和磁場交替產生的波稱之為電磁波；2、電磁波的物理特性：當他從介質1傳輸?shù)浇橘|2，如果介質2的介電常數(shù)大于介質1的的介電常數(shù)1時，電磁波會反射；同時還有折射和衍射；2基本原理3、超高速計時電路計算從發(fā)射到反射的時間差T ，雷達頂部到液面的距離S=V*T/2 ,如果罐高為H, 液位L=H-S； 所有利用電磁波技術（雷達）測量液位的基本原理是相同的位移 S31、非接觸雷達和導波雷達的原理都是電磁波的技術；2、非接觸雷達：a.受低介電常數(shù)的影響b.空罐散射

2、造成波的誤接收c.液體液面的波動d.超過200C的工況解決困難e.安裝受到限制f.需要效驗3、導波雷達的產生：導波雷達是雷達技術發(fā)展的一個分支基本原理4導波雷達工作原理5導波雷達工作原理電磁波的屏蔽6Guided Wave Radar7Guided Wave Radar8Guided Wave Radar9Guided Wave Radar10Guided Wave Radar11TDR Generatordevelops low energy pulses每秒250K 脈沖電磁波從介質1傳輸?shù)浇橘|2，如果介質2的介電常數(shù)大于介質1的的介電常數(shù)1時，電磁波會反射超高速計時電路計算脈沖從發(fā)射到反

3、射的時間差T ，導波雷達頂部到液面的距離S=V*T/2 ,如果桿長為H, 液位L=H-S12同軸桿截面圖雙桿截面圖單桿截面圖不同導波桿的磁力線137MF Min dielectric: 10 or 1.9 When mounted in metal stillwell or cage Max. Temp: 150 C Max. Press: 70 bar Seal: Teflon & O-rings7MF - F Min dielectric: 10 or 1.9 When mounted in metal stillwell or cage Max. Temp: 150 C Max. Pre

4、ss: 70 bar Seal: PFA insulation PFA Insulated7MJ Min dielectric: 10 or 1.9 When mounted in metal stillwell or cage Max. Temp: 320 C Max. Press: 205 bar Seal: PEEK & Aegis O-rings HTHP Single Rod ProbeBEWARE of overfill safety !單桿系列147M5 For Solids Min dielectric: 1.9 Max. Temp: 150 C Max. Press: atm

5、 Seal: Teflon Pulldown Force: 1360 kgTwin cable TFE “spacer”7M2 For Solids Min dielectric: 4 Max. Temp: 150 C Max. Press: 5 bar Seal: Teflon Pulldown Force: 1360 kg Single cable7M7 For liquids Min dielectric: 2 - 10 Max. Temp: 150 C Max. Press: 50 bar Seal: Teflon & O-rings FEP “spacer”Twin cable7M1

6、 For liquids Min dielectric: 10 or 1.9 When mounted in metal stillwell or cage Max. Temp: 150 C Max. Press: 70 bar Seal: Teflon & O-rings Single cable纜式導波桿系列157MR(滿罐型、專利) Min dielectric: 1.4 Max. Temp: 200 C Max. Press: 70 bar Seal: Teflon & O-rings Overfill safe7MD（高溫高壓） Min dielectric: 1.4 *depend

7、ing on spacers Max. Temp: 430 C Max. Press: 430 bar Seal: Borosilicate (hermetic seal) Overfill safe DO NOT use for saturated steam7MB Min dielectric: 2 Max. Temp: 150 C Max. Press: 50 bar Seal: Teflon & O-rings7MS(蒸汽型、專利) For steam applications Max. Temp: 345 C Max. Press: 155 bar Seal: HT PEEK & A

8、egis O-rings Min dielectric: suitable for steam applications同軸/雙桿系列16 蒸汽補償技術（專利）1由于電磁波在不同介質中的傳輸速度不同，比如在空氣中的傳輸速度比在蒸汽中傳輸速度大；假設蒸汽工況條件下，如果采用空氣中的速度V來計算液位，根據原理公式L=R-S=R- V*T/2，因為S=V*T/2比實際值偏大，計算出來的液位值將比實際液位值的偏?。ǜ鶕涷炄缌砍虨?000mm，測量值比實際值將小100mm，誤差在10%）；2蒸汽補償技術，就是計算實際蒸汽工況條件下的電磁波速度V；變送器需要發(fā)射另外的參考脈沖，確定從發(fā)射到反射的距離L不

9、變，變送器內部的超高速計時電路將計算參考脈沖波從發(fā)射到接受的傳導時間差T, 這樣計算出實際蒸汽工況條件下的電磁波速度V=2L/T,；3實際蒸汽工況條件下，實際的液位值將是L=R-S=R-V*T/2=R-L*T/T；17防蒸汽滲透技術（專利） 蒸汽工況不同于簡單的高溫高壓工況；需要考慮防蒸汽滲透； 電廠的加熱器是水及蒸汽含氨堿性環(huán)境，所以O型圈的材料必須采用Aegis PF128，其他材料將導致腐蝕或泄漏 18防冷凝技術（專利） 蒸汽在導波桿頂部由于溫差的影響會產生冷凝水。電磁波從導波桿的頂部發(fā)出，當有冷凝水時，導波雷達輸出是超量程(20.5mA)。 Magnetrol在導波桿頂部采用特殊克服冷

10、凝的材料，保證不會因為冷凝水而產生虛假信號19散熱技術（專利設計）蒸汽型導波雷達桿的散熱器部分（見圖4），散熱層采用了適合飽和蒸汽條件的氧化鋁和PEEK（高溫塑料）為絕熱材料，導波桿的散熱器電磁波傳輸部分采用黃金材料 20蒸汽型導波雷達技術重要性21負壓（真空）應用1、導波雷達利用的是電磁波技術，而電磁波是可變電場和磁場交替產生并傳輸?shù)?，不需要任何媒介?、電磁波從一種介質傳輸?shù)搅硪环N介質時被反射的過程中，不受介質的溫度/壓力/介質密度的影響22導波雷達變送器部分23Eclipse是二線制，24VDC，回路供電導波雷達液位變送器，提供2行x8字符的液晶顯示，HART通訊和總線技術（可選）24M

11、agnetrol導波雷達液位計主要優(yōu)點使用導波桿-集中波的能量,有參考目標量程設定,無需改變液位-可直接組態(tài)完成針對相應介質選擇不同的導波桿介電常數(shù),比重,壓力,溫度的變化對測量無影響蒸汽補償技術（專利）防蒸汽滲透技術（專利）防蒸汽冷凝技術（專利）特殊散熱技術（專利設計）飽和蒸汽工況可使用到343C 165 bar（唯一）25Magnetrol導波雷達液位計安裝實際上都是頂部安裝；安裝方式有螺紋和法蘭兩種可以選擇，一般插入到容器內部導波桿的長度就是設計要求的測量范圍。26直接頂裝：從容器的頂部直接插入27外置測量筒式安裝外置測量筒式安裝：導波桿頂裝在測量筒的上端，測量筒再與容器連接，一般測量筒

12、的側側接口的距離就是設計要求的測量范圍。28Magnetrol導波雷達電廠應用-高、低加熱器-除氧器、凝汽器-鍋爐連排-酸、堿罐-污水池-除鹽水箱、輕油罐29 沒有可移動部件 不受介質的密度變化影響 不需要效驗 安裝更具多樣性導波雷達 PK 浮筒液位計30沒有易損件不受介質的密度變化影響不受氣相壓力的影響不需要效驗真空更具特色引壓管的堵塞和氣泡使差變維護量增加 可以頂裝/外置測量筒安裝導波雷達 PK 差壓變送器31磁滯伸縮液位計的優(yōu)點 線性好，精度高不需要效驗磁滯伸縮液位計的局限性 只適用于干凈介質 浮球是傳感器的重要部分 浮球的尺寸需要根據壓力和比重設計比重小或界面測量工況，浮球很大全真空工況會導致浮球損毀 無法解決高粘度的介質工況 在浮球處會累積金屬粒子，導致比重變化 震動會有影響 液體密度的變化導致測量不準確導波雷達 PK 磁滯伸縮32 不受介電常數(shù)