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在選擇雷達液位計時除了應用工況的量程外還需要考慮很多因素
點擊次數:84 發布時間:2022-03-23
  在選擇雷達液位計時,除了考慮應用工況的量程外,還需要考慮很多因素:被測介質的介電常數、過程工藝中是否有掛料、腐蝕性、泡沫、液面的擾動的影響,是否滿足(過程)溫度壓力的要求;固體表面的漫反射造成的信號的衰減。
 
  下面就讓我們一起來了解一下雷達液位計的選擇要點吧:
 
  1、介電常數
 
  與頻率大小無關,介電常數在雷達的使用中起著重要的作用,因為所有雷達設備的回波強度均受到被測介質介電常數的影響。具有高介電常數的介質吸收的微波信號很少,會產生一個很強的回波信號,比如:水;低介電常數介質會吸收信號,使回波信號減弱,比如:汽油、液化氣等。
 
  介電常數小于2~3的介質會影響回波信號的強度從而引起顯著的衰減。介電常數一般會隨著溫度的變化而變化,在很多溫度變化很大的過程工藝中,介質的介電常數變化過大以至于小于2~3,可能會導致微波物位計不能獲得足夠的回波信號能量來進行工作。
 
  2、掛料
 
  天線上的掛料會限制雷達的功能,常見的掛料是凝結水。液體應用中可能會使蒸汽凝聚到天線上,而其他應用中可能會把液體和漿料飛濺到天線上,導致由于掛料而可能消弱雷達的性能。根據不同的應用類型,這些天線的掛料可能會影響液位的測量。
 
  一般對于容易產生少量冷凝水的工況,選擇桿式天線會取得比喇叭天線更好的效果;但是,在容易發生介質飛濺到天線上而產生掛料的工況中,適宜采用低頻的喇叭天線雷達,喇叭天線的結構可以防止介質進入喇叭口內影響電極的發射,而且,發射較長的波長,使它們對厚的粘附物的敏感性降低,可穿透厚的粘附物。
 
  由于信號較強,通過厚的天線粘附物仍能保持測量。另一個重要的因素是天線的構成成分。采用PTFE桿式天線的低頻雷達,具有抗化學腐蝕性能,清潔方便的優點。在粘附物會造成嚴重掛料的應用(例如礦漿儲罐)中,可選用自清洗系統用來保持喇叭天線的清潔。這個系統使用空氣或液體來沖涮喇叭內部,每隔固定的間隔就進行一次清洗。
 
  3、腐蝕性
 
  因為桿式天線的材質一般都選用更耐腐蝕性的PTFE、PE、PP等材質,因此在很多有強腐蝕性的應用中,較多的選用桿式天線;而喇叭天線因為一般都采用不銹鋼材質,其耐腐蝕性一般不如桿式天線;當然也有些公司可以定制哈氏合金的喇叭天線或帶flon涂層的喇叭天線來滿足一些有一定復雜性而不能使用桿式天線而又有腐蝕性要求的工況。
 
  4、泡沫
 
  在反應釜和過程罐中,化學物品混合在一起會產生泡沫。雖然雷達不能穿透所有的泡沫進行測量,但是它能過穿透其中的一些類型,能夠獲得泡沫下面的液位。為了可靠測量,識別濕泡沫和干泡沫是很重要的。對于干泡沫,微波信號能夠穿過泡沫并檢測下面的液體表面。干泡沫在釀造行業較為常見,與浴缸中的泡沫相似-輕且密度低。
 
  對于中等密度的泡沫,信號被吸收或被散射,結果是不可預知,沒有規律的。對于濕泡沫,微波信號在泡沫表面發生反射。濕泡沫由非常小的泡沫構成,這使液體處于懸浮中。這些泡沫非常密集,與烈性啤酒中的泡沫相似。當雷達不能測量有時存在于儲罐中的濕泡沫/液體界面時,它會對泡沫層的頂部產生一個非常穩定的回波。
 
  雷達技術通常不適合用于可能存在泡沫的廢水深井。由于系統的自然特性,注入深井的成分會經常變化。泡沫存在不可預知性,且取決于泡沫密度。當泡沫狀況保持穩定時,雷達是可靠的。在啤酒行業,雷達測量會穿透罐中的泡沫。在廢水行業,在厭氧消化池的應用中,雷達用于測量泡沫的表面。
 
  5、擾動的液面
 
  對于在擾動容器里的波動的表面,低頻的雷達物位計具有很好的表現。
 
  低頻微波會產生一個較寬的波束角,覆蓋液體表面較大的面積。波動會減小信號的幅值,但是,比起高頻波束來,要減小的少得多。另外,當液面表面波的波長與電磁波的波長相同時,會發生zui嚴重的衰減。波動引起的衰減可以通過用來引導和限制波束角的靜態管或導波管限制傳輸信號來得到加強。
 
  和超聲波的工作方式類似,雷達物位計也可以通過啟動攪拌器濾波器的功能來消除攪拌器的干擾。
 
  6、粉狀固體
 
  粉狀固體的物位的連續測量長期以來一直是個難點。超聲波、重錘、TDR、電容等測量方式都曾經被用于這一應用,但是均存在著很多問題而導致使用效果欠佳。
 
  有些公司嘗試采用微波技術來測量粉狀固體的物位,由于電磁波具有很好的穿透粉塵的性能,因此也的確取得了一些成績,但是其實際不太穩定的使用性能一直不能得到客戶的滿意。
 
  7、溫度和壓力
 
  雖然,溫度和壓力的影響對于電磁波的傳播基本沒有什么影響,但是過高的過程溫度或過大的過程壓力會損壞微波物位計的發射電極(天線)。因為發射電極(天線)通常采用PTFE的材質,因此雷達物位計的耐壓耐溫性能很大程度上取決于PTFE材質。PTFE一般能夠承受200℃的過程溫度。有些公司設計了加長的隔離管來降低過程傳遞到發射電極的溫度,使雷達物位計能夠應用于更高溫度的工藝中。通過壓縮氣體吹掃的方式,可以使微波物位計測量高溫的介質,比如:鋼水等。
 
  在高壓的應用,一般都采用法蘭的過程連接。需要注意的是,根據不同的法蘭的標準,法蘭承受的zui大壓力會隨著溫度的變化而不同:通常,溫度越高,法蘭的耐壓等級會下降。
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