PDF《西门子雷达物位计在储罐的应用的探讨》

10GHz 的频率为 X 波段微波;

24GHz (或26GHz) 的频率为 K 波段微波. 由于雷达液位计的增益系数和波束角的大小和微波的波长以及雷达液位计的喇叭口尺寸大 小有关系. 因此, 越来越多的雷达液位计制造商开始研发采用高频率微波技术来改善雷达液位计 的性能.同时,采用高频技术后,可以在提高雷达性能的同时,大大缩小天线的尺寸,使安装更 加方便. 由于雷达液位计采用的微波是一种电磁波,在传播的过程不需要传输媒介的传递,因此基 本上不需要考虑挥发性气体和蒸汽、温度、压力(真空)、甚至粉尘的影响.而且,由于是基于 回波反射测距的原理(TOF),对雷达液位计来说,不存在磨损等问题,因此基本不需要维护;

顶 部安装的方式也使安装更加方便;

而且由于微波的特性,相对其它液位测量方式,它的精度一般 都能达到 0.1%(全量程)的精度.由于雷达液位计具有这不可比拟的优点,越来越多的储罐用户 开始采用雷达液位计来替代其他技术.

四、解决方案 西门子公司从

1998 年推出第一台智能化的雷达液位计 IQ160 开始,陆续推出了基于各种 工作原理和采用不同频率的雷达液位计,形成较齐全的产品线,能够满足各种不同过程工艺、介 质的测量需求. 图1:Probe 图2:LR400 Sitrans LR 系列雷达目前包括 Probe LR, LR200,LR250,,

LR260 和LR400 四个系列产品. Probe LR 是一款性价比极高的一款雷达液位计.它是一个两线制回路供电的, 5.8GHz 频 率雷达液位计, 用于测量储罐和过程罐中液体和浆料的物位和体积. Probe LR 是挥发性化学品、 温度梯度、真空或者常压等工况的理想选择,比如油库、化学储罐、化学反应罐和长量程应用. 它的量程为

20 m,精度为全量称的 0.1%(如图 1) . LR200 在兼具了 Probe LR 的所有优点的基础上,还提供了各种不同规格的安装方式(包括 各种规格法兰和螺纹)和不同的天线的选择(包括喇叭口天线、杆式天线、导波管天线等),极 大程度地满足不同过程工艺的需求. Probe LR 和LR200 都采用了一体化全封装的仪表外壳, 使仪表具有较好的密封性、 抗打击 能力、抗腐蚀能力. SITRANS LR

400 是长量程的连续调频(FMCW) 雷达物位仪表,可以用于最高达

50 米的 储罐的测量,及时用于测量介电常数较低的介质(轻油、液化气等)也能得到极好的测量效果. 24GHz 和高信噪比的特性能得到非凡的信号反射,而与介质的介电常数无关.它还具有先进的 回波处理算法,能为恶劣的固体应用提供可靠的测量.它的测量精度为±5mm(如图 2). 根据储罐介质的特性,这里将各种储罐测量分为轻油及原油、重油、沥青、液化气、腐蚀性 介质五种.

1、 轻油的测量 典型的轻油介质为汽油、 石脑油、 石油等. 一般会产生一定的挥发性气体, 介电常数较低 (3, 有一定挥发性气体. 可以采用低频的 Probe LR 或LR200 直接测量(如图 4). 图4:Probe LR 在柴油储罐上的应用

3、 沥青的测量 沥青(液态)的介电常数也比较低,一般在

3 左右(根据温度);

而且液态的沥青一般需 要用高温来维持,伴随着高温一般都会有一定的水蒸气;

沥青的特性比较粘,很容易产生一定的 挂料的现象. 高温(>

100?C)的工况,一般都需要选择 PTFE 材质的天线,而不能选择 PPS 的天线(如: Probe LR);

为了防止挂料的影响,可以选择喇叭口天线;