智能雷达物位计

工作原理
发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波的传播速度和光速可以看成一样，在传播过程中通过电子部件转换成物位信号。这是智能雷达物位计的工作原理！
智能雷达物位计可以看作一种特殊的时间延伸工具，这就保证了在极短时间内的稳定和精确的测量。
即使工况比较复杂的情况下，存在虚假回波，用的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。
智能雷达物位计的工作原理从以下两方面阐述：
1）输入
天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路，微处理器对此信号进行处理，识别出微脉冲在物料表面所产生的回波。
正确的回波信号识别由智能软件完成，精度可达到毫米级。距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：
D=C×T/2
其中C为光速
因空罐的距离E已知，则物位L为：
L=E-D
2）输出
通过输入空罐高度E（=零点），满罐高度F（=满量程）及一些应用参数来设定，应用参数将自动使仪表适应测量环境。对应于4－20mA输出。
2智能雷达物位计的应用
ZYHS800系列雷达物位计适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量，适用于温度、压力变化大；有惰性气体及挥发存在的场合。
采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量较低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对人体及环境均无伤害。
其中，ZYHS800系列雷达物位计应用较广泛，下面对其进行详细介绍：

安装指南
1）说明
（1）墙至安装短管的外壁：离罐壁为罐直径1/6处，最小距离为200mm。
不能安装在入料口的上方（4）。
不能安装在中心位置（3），如果安装在，会产生多重虚假回波，干扰回波会导致信号丢失。
如果不能保持仪表与罐壁的距离，罐壁上的介质会黏附造成虚假回波，在调试仪表的时候应该进行虚假回波存储。
2）罐内安装
a、罐内安装
在信号波束内，应避免有如下安装物（1）：例如限位开关，温度传感器等。对称装置（2），如真空环，加热线圈，挡板等等。如果罐内有（1）（2）干涉物件，应采用导波管进行测量。

安装选择：
（1）天线尺寸：天线越大，波束角越小，干扰回波将越弱。
（2）天线调整：将天线调整到测量位置。
（3）导波管：导波管用来避免干扰回波。
b、ZYHS801和ZYHS802标准安装
（1）雷达天线不可向罐壁倾斜。
（2）为了使温度影响最小化，在对接法兰的连接处必须使用弹簧垫圈。
（3）杆式天线必须伸出安装短管。
（4）垂直放置杆式天线，不要让雷达束指向罐壁。
c、ZYHS803标准安装
（1）雷达天线不可向罐壁倾斜。
（2）喇叭天线必须延伸出安装短管，否则应使用天线延伸管。
（3）喇叭天线必须调整至垂直，不要让雷达束指向罐壁。
3）当安装的短管较长时使用天线延伸管
当喇叭长度小于安装短管长度时，应使用天线延伸管。
如果喇叭直径大于安装短管的直径，包括延伸管在内的天线需要从容器里面安装，并将仪表抬高。选择延伸管使仪表至少抬高100mm。
4）导波管内安装
雷达物位计通过导波管或旁通管进行测量，测量管起到导波作用。下面是一个测量管（导波管的构造图）
导波管的构造图
测量管内壁必须平滑，如果可能的话测量管的内径需要与喇叭口的直径相符，请使用纵伸焊接的不锈钢管。可以通过预先焊接的法兰盘或焊接头延长测量管。
注意：
焊接时，不能产生凸点或凸缘。将法兰和测量管对齐固定，然后焊接。焊接不要穿透测量管管壁,管内壁必须保持平滑，一定要小心的除去焊缝和不平滑的地方，否则会造成很强的虚假回波。
5测量条件
1）注意事项
测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算，但在特殊情况下，若罐低为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。若介质为低介电常数当其处于低液位时，罐低可见，此时为保证测量精度，建议将零点定在低高度为C 的位置。理论上测量达到天线的位置是可能的，但是考虑到腐蚀及粘附的影响，测量范围的终值应距离天线的至少100mm。对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。最小测量范围与天线有关。随浓度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以将其反射，但在一定的条件下是可以进行测量的。
2）测量范围超出的动作
当测量范围超出时，仪表输出为22mA电流。
6接线方式
7调试
ZYHS800可以通过三种方式调试：
JEPM（显示调整模块）调试JESOFT（调试软件）调试HART手持编程器调试
1）现场编程模块（JEPM）
JEPM编程器由6个按键和一个液晶显示屏，可以显示调整菜单和参数设置。其功能相当于一个分析处理仪表。
JEPM调试器
2）ESOFT软件调试
无论那种信号输出，4…20mA/HART,雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用BTSOFT软件进行仪表调试，需要一个仪表CONNECTCAT驱动器。
使用软件调试的时候，给雷达仪表加电24VDC，同时在连接HART适配器前端加一个250欧姆的电阻。如果一体式HART电阻（内部电阻250欧姆）的供电仪表，就不需要附加外部电阻，HART适配器可以和4…20mA线并联。
8ZYHS800系列尺寸
1）外观尺寸
2）编程器尺寸

9、技术数据：
基本参数 工作频率：6.8GHz
波 束 角： 24°ZYHS801, ZYHS802
18°ZYHS803 带DN150法兰
14°ZYHS803 带DN200法兰
12°ZYHS803 带DN250法兰
测量范围：0…35m
重复性 ：±3mm
分辨率 ：1mm
采样 ：回波采样55次/s
响应速度：>0.2s(根据具体使用情况而定)
电流信号：4…20mA
精度 ：<0.1%
天线材质 ZYHS801、ZYHS802为PP/PTFE
ZYHS803 为316L不锈钢
通讯接口 HART通讯协议
过程连接 ZYHS801 (PP，PTFE天线) ：G1-1/2 316L不锈钢，：
ZYHS802(棒式天线) ：翻边法兰DN50，DN80，DN100，DN150
ZYHS803(喇叭口形式天线)：法兰DN50，DN80，DN100，DN150，DN200，DN250
电源
电源：24V DC(+/-10%)，波纹电压：1Vpp
耗电量：max22.5mA
环境条件
温度：－40℃…+80℃
容器压力（表压）－1…40bar
防爆认证 ExiaII C T6
外壳保护等级 IP68
两线制接线 供电和信号输出共用一根两芯导线
电缆入口：2个M20×1.5（电缆直径5…9mm）

导波雷达物位计跟智能雷达有什么区别?

1.根据现场情况：现场测得什么物料（固体，粉体，液体）
固体和粉体通常情况下选用智能雷达物位计（如煤矿，炉渣等，对于粉尘较大的情况考虑用导波雷达物位计（如水泥厂落料且为气力输送等）
2.液体通常选用导波雷达物位计（如汽油，仓储区没有腐蚀性的化学物质等），通常介电常数大于0.7都能正常测量。导波雷达物位计法兰的选择通常是根据客户现场来定，正常配DN100的法兰。导波雷达又可分为杆式和缆绳，通常选用缆绳雷达物位计，这样运输起来比较方便。但是对于有耐腐蚀要求的则选用棒式雷达物位计（如盐酸，硫酸等），对于腐蚀性不是很强的液体也可考虑用智能雷达物位计。
3.根据现场提供的温度来确定是否需要加散热片，温度在-30℃-130℃之间的选用普通型即可，大于130℃-250℃的我选用加散热片的雷达物位计，目前对于测量环境温度大于250℃的放弃不做。
4.根据现场提供的压强参数，来选择法兰的厚度及相关信息（见附表）。对于常压则不用考虑。
5.根据现场环境和客户要求是否需要防爆，通常化学液体，煤矿等需要防爆。
6.如果选用智能雷达物位计，对于喇叭的选择我们保守点，尽量选大点这样能更好的保证客户测量的稳定性。在这里我们对于陌生的介质需考虑其的介电常数（见附表）通常大于2.0都没什么问题。喇叭尺寸的选择0-10m选DN150，0-15m选DN200，0-35m选DN250。对大于35m的则需要用26G雷达物位计。