蒲公英 - 制药技术的传播者 GMP理论的实践者

搜索
查看: 102|回复: 2
收起左侧

[辅助设备] 油库雷达液位计设计选型

[复制链接]
药徒
发表于 2022-8-5 11:18:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

欢迎您注册蒲公英

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
DHE-RD系列雷达物位计可广泛应用于液体和固体的物位测量。即使是在高压、腐蚀性强、卫生要求高或者极端工况下,也能连续测量各种介质的物位高度。DHE-RD系列雷达物位计根据测量目的、物料特性和储罐环境的不同,分为非接触式雷达物位计和接触式雷达(导波)物位计。
5100-4.png
        目前国内外用于贸易交接计量的储罐液位自动计量系统通常是混合式油罐测量系统(HTMS,hybrid tank measurement system)。HTMS中最常用的就是雷达液位计。雷达液位计没有活动部件,没有机械磨损,实际使用中发现工作时间一般都能达到10年,不污染环境,安装方便。当储罐内介质比较粘稠、腐蚀性强时,非常适用。雷达液位计的精度高,工作温度范围宽,最大工作压力可达4MPa,测量范围为0-40m。通过采用不同的天线形式及导波管的应用能够满足测量大部分储罐液位的要求。
        1.工作原理及分类
        满足贸易交接计量精度(±1mm)的雷达都是非接触式雷达液位计。从测量原理上基本分为2大类:
        (1)基于时间差法(time of flight):天线发射以光速传播的电磁波,当滞后一段时间电磁波碰到液面后,会反射回来。距离与滞后时间成正比,仪表通过测出从发射到接受之间的滞后时间,来确定设定面与反射面之间的距离(空高)。
        (2)复合调频式原理(FMCW)。线性调频的等幅微波信号通过天线发射出去,遇到障碍物时被反射回来,延迟一段时间后,仪表接受被反射回来的微波信号,并与部分发射波混频。混频输出信号的频率与被测距离成正比。当固态源的调制频率和频偏一定时,只要测出差频频率,通过信号处理技术就可以计算得到距离(空高)。
        2.液位测量影响因素
        2.1罐内温度对仪表测量精度的影响
        雷达天线发射的电磁波在真空中也可以传播。在空气中传播时,温度变化基本不影响其传播速率。当被测介质温度发生变化时,其带来的反射时间变化很小。
        2.2罐内压力对仪表测量精度的影响
        微波传播几乎不受空气密度变化的影响,因此雷达液位计能在真空或受压状态下正常工作,真空状态下微波传播速率相对空气状态下仅变化0.029%;但当操作压力高到某一范围时,压力对测量带来的误差就不容忽视。
        2.3介质特性对测量的影响
        液体介质的相对介电常数、液体表面的稳定程度和气泡等因素都会影响雷达波信号的反射,可能导致液位计无法正常工作。
        雷达液位计测量罐内液面时,最好是稳定的,规则的液面。但是当液体有流进流出时,会有波浪使液面波动,在生产过程中还可能出现沸腾或起泡沫的现象,使液面变得模糊。
        电磁波在介质中传播时,介质的介电常数越小,衰减率越大,衰减率大了反射率就小。所以介电常数小,反射率弱,信号强度低。当被测介质的相对介电常数小到一定值时,雷达波的有效反射信号衰减过大,仪表接受到的反射波能量过小,再加上干扰波会导致液位计无法正常工作。不同公司的雷达液位计对最小相对介电常数的要求是不同的,这是因为介电常数的大小与温度和电磁场有关。但是通过其他措施减少电磁波反射能量损失或提高仪表内部的信号处理技术,仪表对相对介电常数最低值的硬性要求也越来越小。目前主要厂商(如:Honeywell,Saab)的产品可以测量相对介电常数只有1.2的介质。
        对于沸腾或扰动大的液面或被测介质介电常数小,或为消除储罐、容器结构形状可能导致的干扰影响,应采用导波管及其它措施,增强回波信号,以确保测量精度。
        3.天线形式及设计选型
        天线的结构形式及材质,应根据被测介质的特性,储罐类型、开口、罐内温度、压力等因素确定。常见的形式有喇叭形(锥形)天线,抛物面天线,导波管阵列(平面)天线和棒状天线等。
        对于常规的拱顶罐,雷达液位计应是喇叭形(锥形)天线设计,可无需使用导向管,且可以靠近罐壁安装,并保证测量的准确度。
        对于比较粘稠和需要伴热的拱顶罐,具有抗粘连能力的抛物面天线雷达非常适合,通常不用设导波管。
        对于浮顶罐,雷达液位计应采用平面天线设计,以便于安装在油罐的导波管上。
        对于高压球罐,天线形式为加长喇叭口天线配导波管,还要配套提供一体化球阀,便于雷达液位计在带压状态下的维护。为了在储罐带压运行条件下进行测量校验,需要安装参考设备:在导波管孔内的参考针以及位于下方管道末端的带参考环的反射板可在固定距离和己知的距离提供参考回波。
        4.安装注意事项
        雷达液位要杜绝安装储罐顶部的中心处,这是因为天线发射的电磁波是在罐内整个空间传播的,罐壁和罐底反射回来的电磁波会集中在中心处,形成很大的干扰,会淹没正常的从介质表面反射回来的电磁波。
        采用喇叭天线雷达液位计,天线伸出接管至少10mm,如果在容器上的接管长度无法满足上述要求,可以使用天线延伸管或咨询制造厂设计合适的接管长度。
        没有配置导波管的雷达液位计根据天线形式的不同,所要求的仪表安装连接短管距罐内壁的距离也不同。通常,液位计连接短管中心距管内壁的距离不宜小于波束宽的1/2。波束宽=2X测量距离Xtan(波束角/2),波束角为雷达波能力密度达到最大值的一半时的角度。当天线发射的微波频率固定时,尺寸越大,波束角越小。抛物面天线相比于喇叭形天线,波束宽要小的多。

回复

使用道具 举报

药徒
发表于 2022-8-5 13:49:16 | 显示全部楼层
谢谢分享               
回复

使用道具 举报

药徒
发表于 4 天前 | 显示全部楼层
学习一下,最近接触好多中液位计量方式。
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

×友情提示
1、无权下载附件会员可能原因:1.“待验证用户组“,请点击注册邮箱里面收到的确认邮件即可; 2.作者设定权限的,提高用户组级别即可
2、对本站的任何疑问或合作需求,请联系微信tank066,关于怎样提高用户组/积分:https://www.ouryao.com/thread-6764-1-1.html
3、注册用户在本社区发表、转载的任何作品仅代表其个人观点,不代表本社区认同其观点。
4、如果存在违反国家相关法律、法规、条例的行为,我们有权在不经作者准许的情况下删除其在本论坛所发表的文章。
5、所有网友不要盗用有明确版权要求的作品,转贴请注明来源,否则文责自负。

QQ|手机版|蒲公英|ouryao|蒲公英 ( (京)-非经营性-2014-0058 京ICP备14042168号 京ICP证150354号 )

GMT+8, 2022-8-14 18:22

Powered by Discuz! X3.4运维单位:苏州豚鼠科技有限公司

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

声明:蒲公英网站所涉及的原创文章、文字内容、视频图片及首发资料,版权归作者及蒲公英网站所有,转载要在显著位置标明来源“蒲公英”;禁止任何形式的商业用途。违反上述声明的,本站及作者将追究法律责任。
快速回复 返回顶部 返回列表