导波雷达演示

正确
不正确
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范围： 单探针 – 平板发射平台
L
最大 探针长度
L1
最小 介电常数
L1
不可测 长度
L2
不可测长度
(WH = 下垂体高度)
Active Length
3
6.1 m
15.2 cm
7.6 cm (杆)
WH + 7.6 cm (软缆）
10
35
L2
12.2 m
30.5 m
7.5 cm
无
0 (杆）
在探杆的上下二段有盲区，通过线性化表格了提高精度，减少不确定性
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优势和主要特点
不受温度、 压力、 重力和 蒸汽等因素影响 信号沿导波管传输，消除虚假回波，信号损 失小；二线制回路供电 安装容易； 没有移动部件（如浮子，磁耦合件）； 不受连续/不连续的挂料影响； 适用于真空场合； 无空气的折射/反射问题（雷达或者超声波 液位计）； 反射波形信号强，因为有传播载体 修改参数简单, 无需任何工具

速度：微波的传播速度是光速，一次有效的测量由24000个检测脉冲， 最终以每秒10次提交测量结果
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导波雷达 d 工作原理（2）


处理器的处理算法：基于时域反射计的工作原理 (Time Domain Reflectometry, TDR） TDR是一种采样和信号处理技术，通过实时信号的采 集，将波形重构，信号复原；属于信号处理；所以它 可以将许多虚假信号、挂壁现象、泡沫问题通过信号 处理来辨识，复原出设计好的、已知的曲线
浮筒式: 用于低介电常数的液体 测量的长度不大于16米（50 feet） 需要发射平台 同轴式: 只能用于 “清洁”的低介电常数液体 (如：丁烷) 测量的长度不大于6.6米（20 feet） 不需要发射平台 可以提供的材料: 316L SS, C-276, B3, Monel, 钛
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主要的技术问题
许多同类产品都面临的问题或者挑战： 如何在高速脉冲传输背景下，能够同时 保证线性、精确以及经济性 “死区” 经常出现在探针的上/下二侧
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在光速条件下提供 高线性、高精度和经济测量
速度：雷达传播的速度是与光相同，30万公里/秒
解决方案：使用一种时间采样技术，时间锁定
无 (杆/软缆)
2.5
L1
4 10
6” min diameter Surface for nozzles 3” or smaller
Active Length
L2
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Notice:
• 导波雷达测量方法和技术路线是以介电常数为 基点的；-----种类选择是依据介电常数的大小 • 不同类型的探杆有不同适用范围； ----解决方案不同 • 安装方式对运用领域和适用范围以及测量范围 都有影响 -----安装重要性 • 测量介质的介面有一些条件限制，需要特别认 真对待
单探杆 (液体) 双探杆 (液体)
浮筒式单探杆
柔性软探杆+配重 (液体 &散配固体)
同轴式探杆 (液体)
(液体)
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MT2000 单探杆
低成本的探杆设计（MAX：30米） 单根或者多节组合的刚性探针柔性软 缆探针，最长可以达16.6米 可以安装在一内浮筒里，或者外部浮 筒中（用于低介电常数时） 探针材料可以是316L SS, C-276（哈 C）, B3, Monel, 钛 必须需要一个金属的雷达反射平台 对于散装的固体，可以按超低介电常 数处理（大发射平台）
WH + 7.6 cm (软缆）
无
(杆/软缆)
-Hale Waihona Puke 8-单探针+法兰/平台+管段
[管子加法兰的高度 (H)必须大于 管子的外径 (S)]
H S
最小 介电常数
L1
L
最大 探针长度
L1
不可 测量长度
L2
不可测量长度
(WH = 垂体长度）
4
6.1 m
20.3 cm
7.6 cm (杆)
WH + 7.5 cm (软缆)
问题：微波在上下端会出现固有的振铃、反射和不连续，通称
为“死区）
解决方案：改善电子线路与探针的匹配
– 对于大DC：使用上下降沿快的电路，可以消除死区
– 改善电子线路设计与机械的配合，以微波减少在连接器件停 留的时间 – 20段的线性化（折线化）表格，使在上下死区有特别的处理
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MT2000 主要型号


液位/物位测量：发出微波的时间与得到真实回波的时 间间隔，来计算出相对的距离（S=V x T）
精度和稳定性：使用特别的滤波技术，使液位与输出 电流成比例
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超低介电常数（ULD）测量原理（3）
超低：是指介质的介电常数为1.3~2之间； 带来的结果：；产品液面对测试脉冲没有反射或者反射很小；无法用常 用的方法测量液位
“BLK”量纲：无（时间的等价量纲）
H S
计算方法：每增加1”，参数“BLK”将需要 增 加4
L1
“BLK”缺省值：210 Example: 如果管道高度为12英寸（30.5厘米）时，
6” min diameter Surface for nozzles 3” or smaller Active Length
环电路 （时域转换算法）
需要将脉冲传播的速度降下来，太快了测量不准确。 速度与精度需要匹配，速度过快，处理成本也高
结果：大大改善了非线性和提高精度；脉冲的发射速度控
制在二百万次/秒；每次测量值最多需要24000个脉冲；速度与 精度相互匹配
成本：电路的成本大大降低（因为速度降低）
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在变送器的上、下端的“死区”

原理：脉冲通过空气的速度是已知的；在通过产品时的会引起速度的降 低，降低多少取决于介电常数大小
方法： a）使用一柔性缆绳，底部有重锤；长度已知； b）使用双杆探针； c）使用同轴缆绳； d）加大门槛电压； e）提高放大增益（GS）


适用范围：材料的介电常数( DC)必须稳定和小于2；固体时，介于 （1.3, 2.0).
Active Length
无(杆/软缆)
L2
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双探针 ------ 管段+法兰结构
[管段长度 (H) 必须大于它的宽度 (S)]
运用于低介电常数
L 最小介电常数
H
S
L1 不可测量长度 15.2 cm 7.5 cm 无
最大探针长度 6.1 m 6.1 m 30.5 m
L2 不可测量长度 7.6 cm (杆) WH + 7.6 cm (软缆) 7.6 cm (杆) WH + 7.6 cm (软缆)
Return Pulse
(at speed Of Light)
实际的液位 (雷达反射)
探针末端对应的信号
（对于大的介电常数时没有）
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导波雷达 d 工作原理（1）

基于直接反射工作模式（Direct Reflect Mode)和超低介电常数工作模式 微处理器发出微波速度的脉冲，提高连接件和探针向下快速传播；一旦 遇到过程连接件，就产生回波；在到发射平台；探针是微波传输工具 反射原理：被测介质与空气的介电常数有差异，会产生不同的回波。具 体地说：当遇到不连续的介电常数或者几何形状变化时，就产生回波。 二种介质的介电常数差别愈大，回波信号的幅值就愈大。通常被测介质 上面的介质是空气（介电常数为1），所以在1附近的介质测量就有困难；
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主要技术指标
测量范围：最大30米 精度：+/-5毫米，线性化标定后可达到+/- 2.5毫米；分 辨率+/-1.6毫米 最小介电常数：1.3 通常分档：1.3~2, 3,10,35(最小） 最大介质粘度：最大1500cp 输出信号：4~20mA，HART，DE，FF 输入电压：13.5~36Vdc 最大压力：20 .7Mpa, 最高工作温度：204度；not both 可以测量各种液体和物位（依据它们的介电常数） 在大介电常数时，探杆可以90度弯曲
浮筒式
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同轴式
可以使用的危险区域和证书
• FM • XP /1/1/ABCD/T6 • DIP /II.III /1/EFG/ T6 • IS/1/1/CD/T4 • NI/1/2/ABCD/T4 • CSA • XP CL1 Div 1 GP ABCD CL 2 GP G & Coal Dust • IS CL 1 Div 1 GP ABCD CL 2 Div 2 GP ABCD CL 2 Div 2 GP G & Coal Dust • ATEX（欧洲通行的安全自动检测证书）
(WH = Weight Height)
L1
最小 介电常数 1.7 3
7.6 cm (杆) WH + 7.6 cm (软缆) 7.6 cm (杆) WH + 7.6 cm (软缆) 0 (杆) WH + 7.6 cm (软缆)
Active Length
10
35
CENTERING DISK
无
无(杆/软缆）
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MT2000 使用范围的一览图
单杆
水和 相关液体
双杆
A
浮筒 单杆
A
外浮筒 的单杆
同轴 探针 X
柔性软缆
(ULD)
A
A
X
原油
碳氢化合物 相关液体 压缩的碳氢化 合物，燃料
B
B X
A
A B
A
A A
A
A A
X
B A
X
X B
塑料颗粒
塑料粉末 煤粉 粉尘 液态硫磺
B
X B X X
X
X X X A
A*
6” min diameter Surface for nozzles 3” or smaller Active Length
10
35
12.2 m
30.5 m
10.2 cm 无
0 (杆)
WH + 7.5 cm (软缆)
无
（杆/软缆）
L2
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带过渡管段是安装中常用的方法
在开车时，经常遇到的问题； 盲区的长度将随之增加，当管道长度增加
密封液体系统
2
主要内容：
工作原理 主要类型 与过程连接和适用范围 性能 运用 参数设置 问题
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工作原理（图示）
典型波形（传感器） 由于过程连接 引起的反射 Signal Pulse
(at speed Of Light)
Baseline +2 vdc
THV
0 vdc
L2
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双探针 – 平板结构
L1
最小 介电常数
L
最大 探针长度
L1 不可 测量长度 15.2 cm 7.5 cm 无
不可测量长度
(WH = 垂体重量）
L2
1.7 4 10
6.1 m 6.1 m 30.5 m
7.6 cm (杆) WH +7.6 cm (软缆)
7.6 cm (杆) WH + 7.6 cm (软缆)
参数“BLK”=210 + 12x4 = 258
L2
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Common Applications NOZZLE方式 d
适用范围
介电常数（任何流体）> 4 能够在探针上引起“涂层”场合
H S
用于小塑料球和粉末（一般的激光 无法穿透太多的灰尘）
L1
泥浆 污水，特别是高大的污水罐/坑 支持 ULD（超低介电常数） 方式
6” min diameter Surface for nozzles 3” or smaller Active Length
L2
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浮筒方式
运用于低介电常数的测量介质
L 最大探针长度 6.1 m 9.1 m 15.2 m 15.2 m L1 不可测量长度 20.3 cm 15.2 cm 7.5 cm L2 不可测量长度
A* X X A
X
X X X X
X
X X X X
A
A X A X
A = 广泛运用;
B =良好地运用;
X = 不推荐使用；
(*) = 使用浮筒式
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单探针需要安装发射平台
目的：发射平台将微波能量集中在 导波杆上 后果：如果没有，能量将被分散 过程连接法兰与发射平台无关，可 以正常使用 非金属罐需要在罐顶安装一金属的 发射平台 双探杆和同轴探杆不需要发射平台 发射平台的表面应该有平滑的表面
欢迎参加 导波雷达液/物位变送器 MT2000 介绍
产品一览图：引领物位测量发展潮流
导波雷达 物位变送器
外浮筒液位开 关
激光物位 变送器
高精度磁致伸 缩液位变送器
导波雷达 液位变送器
音叉液位开关
电容式液位开关 音叉料位开关 电容式料位开关
热扩散式流 量/液位开关
磁耦合液位指示器 带远传变送器
上海肇光公司全面代理K-TEK产品，和技术支持
单探杆
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柔性软缆
MT2000 双探杆
单根或者多节组合的刚性探针 柔性软缆探针，最长可以达16.6米 低介电常数下、浮筒式又不能使用时， IT OK！
对于散装的固体液位，不推荐使用 探针材料有316L SS, Monel等选择 不需要发射平台（单探针需要）
双探针
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MT2000 浮筒式或者同轴式探杆