KEWILL高频智能雷达物位计_智能雷达物位计型号_RR31系列

原理&结构

RR31系列传感器是先进的雷达式物位测量仪表，测量距离*大35米,可以用于存储罐、中间缓冲罐或过程容器的物位测量，输出4…20mA模拟信号或Modbus/HART数字信号。

高频微波脉冲通过天线系统发射并接收，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。一种特殊的时间延伸方法可以确保稳定和精确的测量。即使工况比较复杂的情况下，存在虚假回波，用*新的微处理技术和调试软件也可以准确的识别出物位的回波。

特点

●采用先进的非接触式测量

●采用极其稳定的材料制造

●测量液体、固体的物位

●可以测量所有介电常数＞1.8的介质

●测量范围0…20m(可以扩展到35米)

●采用两线制、回路供电的技术，供电电压和输出信号通过一根两芯电缆传输

●4…20mA输出/HART（两线）

●分辨率1mm

●不受噪音、蒸汽、粉尘、真空等工况影响

●不受介质密度、粘稠度和温度的变化影响

●过程压力可达4.0MPa

●过程温度可达250℃

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，识别出微波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

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。

 

技术规格
	RR31A:螺纹连接G1 1/2A
过程连接	RR31B、RR31C：法兰
	天线：PTFE、PP、不锈钢316L、不锈钢304
	法兰：PTFE、PP、不锈钢316L、不锈钢304
	外壳：塑料、铝、不锈钢316L
	密封：丁晴橡胶、硅橡胶、氟橡胶
	视窗：聚碳酸酯、钢化玻璃
材 料	地线端子：不锈钢
供电电压
两线制：	标准型：	(16...28)V DC
	本安型：	(21.6...28)V DC
	功耗：	max 22.5mA
		Uss<1V(<100Hz)
	纹波：	Uss<10mV(<100Hz...100kHz)
四线制	隔爆：	(22.8...28)V DC、(198...242)V AC
	功耗：	max 1W、1VA
盲 区：	天线末端
*大测量距离：	RR31A、RR31B：  35m(液体)
	RR31C：35m
微波频率：	6.8GHz
测量间隔：	≈1秒(取决于参数设置)
调整时间：	≈1秒(取决于参数设置)
发射角度	RR31A:24°     RR31B：24°
	RR31C：Ф96喇叭：30°，Ф146喇叭：20°
	Ф196喇叭：16°， Ф246喇叭：14°
耐 震:	机械振动10m2/s(10...150Hz)
电气接口
电缆接头：	M20×1.5、1/2NPT、3/4NPT
电缆：	外径(5...9)mm电缆
接线端子：	max 2.5mm2
输出参数
输出信号	二线制：(4...20)mA/HART
	四线制：(4...20)mA/HART/Modbus
负载电阻	二线制：	见两线制负载电阻图
	四线制：	max 500Ω
阻尼时间：	(0.1...40)秒 可调
重 量	RR31：2kg(min)
	RR31B5kg(min)
	RR31C6kg(min)
显示分辨：	1mm
精 度：	±8mm或<0.1%(详见精度图)
环境温度：	(-40...70)℃
存储及运输温度:	(-60...85)℃
过程温度(天线部分):	RR31A：(-40...120)℃
	RR31B:(-40...50)℃
	RR31C:(-40...250)℃
相对湿度:
耐压等级:	RR31A：(-0.1...0.3)MPa
	RR31B:(-0.1...1.6)Mpa
	RR31C:(-0.1...4.0)Mpa

RR31A-棒式

 

应 用:	过程条件简单的轻腐蚀性液体、浆料等
测 量 范 围：	35m
过 程 连 接：	G1 1/2 或 NPT1 1/2螺纹
过 程 温 度：	-40...120)℃
过 程 压 力：	(-0.1...0.3)Mpa
精     度  ：	±8mm
频 率 范 围：	6.8GHz
防 爆 等 级：	Exia IICT6 / Exd IICT6
防 护 等 级：	IP67
输 出 信 号：	(4...20)mA / HART / RS485(Modbus)
供     电  ：	两线制:(DC24V) /四线制:(DC24V或AC220V)

RR31B-棒式法兰型

 

应 用 ：	过程条件简单的强腐蚀性液体、浆料。如：硫酸、盐酸、**、******等
测 量 范 围 ：	35m
过 程 连 接 ：	PTFE翻遍法兰
过 程 温 度 ：	标准型：(-40...120)℃ / 高温型：(-40...250)℃
过 程 压 力 ：	(-0.1...1.6)Mpa
精       度 ：	±8mm
频 率 范 围 ：	6.8GHz
防 爆 等 级 ：	Exia IICT6 / Exd IICT6
防 护 等 级 ：	IP67
输 出 信 号 ：	(4...20)mA / HART / RS485(Modbus)
供        电：	两线制:(DC24V) / 四线制:(DC24V或AC220V)

RR31C-喇叭式

 

 

应 用 ：	适应各种复杂的存储容器或过程监测环境。如：原油、轻油、原煤、煤粉、水泥等
测 量 范 围 ：	35m
过 程 连 接 ：	法兰
过 程 温 度 ：	标准型：(-40...120)℃ / 高温型：(-40...250)℃
过 程 压 力 ：	(-0.1...4.0)Mpa
精       度 ：	±8mm
频 率 范 围 ：	6.8GHz
防 爆 等 级 ：	Exd IICT6
防 护 等 级 ：	IP67
输 出 信 号 ：	(4...20)mA / HART / RS485(Modbus)
供       电 ：	两线制:(DC24V) / 四线制:(DC24V或AC220V)

 

接线方式

 

二线制接线方法

 

四线制接线方法

二线制-分体式接线图

 

分体式雷达主机

 

分体显示表头

仪表尺寸（单位mm）

 

 

仪表壳尺寸

导杆天线尺寸

容器接管长L(单位：mm)	50	100
	150	200
	250	300

 

喇叭天线尺寸示意图

 

 

法兰尺寸	A	K	B	C	H
DN50		125	165	4*18
DN80	75	160	200	8*18	75
DN100	96	180	220	8*18	120
DN150	146	240	285	8*22	205
DN200	196	295	340	12*22	296
DN250	246	355	405	12*26	380

选型表

RR31A-	导杆式雷达物位计（液位计）    -0.1...0.3MPa
RR31B-	导杆法兰式雷达物位计（液位计）  -0.1...1.6MPa
RR31C-	喇叭式导波雷达物位计（液位计）  -0.1...4.0MPa
	导杆材质与耐温
		PP材质（-40...120°C)
		PTFE材质（-40...150°C)
		316L喇叭材质（-40...120°C)
		316L喇叭材质（-40...250°C)
		信号输出
			2线制/DC24V、电流信号输出（4…20mA）含HART协议
			4线制/DC24V、电流信号输出（4…20mA）MODBUS-RS485
			4线制/AC220V、电流信号输出（4…20mA）MODBUS-RS485
			过程连接
				导杆天线，G11/ 2A 外螺纹		46mm喇叭DN50法兰
				导杆天线，法兰DN50		75mm喇叭DN80法兰
				导杆天线，法兰DN80		96mm喇叭DN100法兰
				导杆天线，法兰DN100		146mm喇叭DN150法兰
				导杆天线，法兰DN150		196mm喇叭DN200法兰
						246mm喇叭DN250法兰
				（特殊备选项）VARIO
					无特殊配件
					本安防爆型（EXia II C T6）
					容器接线管L（50/100/150/200/250）
					分体显示型
RR31A-					←选型示例

安装指南

安装位置说明（弧顶容器）

●建议距离①罐体内壁至安装短管的外壁应大于罐直径的1/6或离罐壁*小距离为300mm；不能安装在入料口的上方④。●不能安装在中心位置③，如果安装在中央，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。

●如平顶容器需注意①和④。

 

罐内安装

在信号波束内，应避免有如下安装物：

●①限位开关，温度传感器等。

●②对称装置，如真空环，加热线圈，挡板等等。

●如果罐内有①②干扰物，应采用导波管进行测量。

*佳安装选择

●天线尺寸：天线越大，波束角越小，干扰回波将越弱。

●天线调整：将天线调整到*佳测量位置。

●导波管：导波管安装用来避免干扰回波。

 

导波管内的测量

如果容器内的装置复杂，比如：加热盘管、换热器或运转很快的搅拌器等，需要使用安装导波管的天线。当介质产生持续涡流或者容器内装置造成虚假反射时，也可以采用这种天线。

由于雷达信号在导波管内被聚焦，所以可以测量介电常数小的介质（ε r＝1.6~3.0）。

下面开口的导波管必须达到需要的*低液位，这样才能在管道中进行测量。

注意导波管上方的通气孔应该与仪表标牌一侧在一条直线上。

除了在容器内安装导波管之外，还可以在容器外安装旁通管。

如果通过导波管或旁通管测量，由于雷达信号的运行时间的改变，*大测量范围会缩小1…20％（比如：DN50:15m而不是20m，DN100:18m，而不是20m）。

如果通过导波管或旁通管测量，由于雷达信号的运行时间的改变，*大测量范围会缩小1…20％（比如：DN50:15m而不是20m，DN100:18m，而不是20m）。

将传感器的标牌的一侧对准导波管开孔的轴线。由于雷达信号的极化，只有在这个方向上，才能保证稳定可靠的测量。

焊接在容器上的导波管

 

 

安装在容器接管上的导波管

 

安装旁通管的天线

如果传感器安装在旁通管上，雷达传感器必须安装在高于旁通管与容器上部的连通部分至少500mm的地方。如果旁通管的内壁不平，需要在附加使用一个测量套管（管子套管子）。

如果介质的介电常数小（＜4），旁通管的长度应较普通的旁通管长，因为部分雷达信号可以穿透介电常数小的介质，当旁通管的介质很少的时候，由旁通管底部反射的回波信号要比介质反射的信号还要强，此时，经常出现测量误差。在这种情况下，如果将旁通管延长（300…800mm）,穿透介质的那部分雷达信号可以在这部分介质中被衰减。也可以在旁通管底部安装折射板，将到达底部的雷达信号折射走。

 

延长的旁通管用于测量表面波动大的介质

 

利用旁通管测量介电常数小的介质波动大的介质

 

粘附性介质

对于粘附性介质，导波管的直径应该尽量大一些。对于非粘附性的介质，导波管的直径可以为50mm，对于有些粘附的介质，导波管的直径一般为100mm或150mm。

对于粘附性太强的介质，不能通过导波管进行测量。

 

通过导波管测量混合介质

如果需要测量导波管内的混合介质或分层介质，导波管上需要开圆形孔、长圆形孔或矩形孔。开孔是为了充分混合导管内的介质。

由于雷达信号极性的问题，应该在导波管上成180°开两排圆形或矩形孔。雷达传感器在安装的时候应该注意：开孔的轴线应该与传感器的标牌的一侧对齐。

较宽的矩形孔会造成虚假回波。因此矩形孔不能宽于10mm。为了降低信号的噪音面，圆形的开孔优于矩形的开孔。

 

相同的介质  混合介质

带球阀的导波管

如果在导波管上使用球阀，可以在不打开容器的条件下对仪表进行维护保养（比如：测量液态煤气或有毒的介质）。

要做到球阀的通道对测量没有影响，必须使球阀的直径与导波管的直径相匹配。球阀距离仪表法兰至少500mm。

 

导波管的设计指南

雷达传感器的导波管一般用于DN50、DN80、DN100和DN150的法兰。

图1是用于DN50法兰的导波管，以此举例进行介绍。

导波管的内壁必须光滑（平均粗糙度Rz≤30）。导波管可以采用拉伸的或纵缝焊接的不锈钢管。通过焊接法兰或管接头可以延长导波管的长度，在焊接的时候必须注意管内壁上不能有焊缝或凸缘，在焊接前从内侧固定好套管和法兰。焊接时注意不要焊透套管壁。套管内壁必须保持平滑。如果不小心焊透了套罐壁，您必须重新整平内壁，否则会产生很大的虚假回波。

图2介绍是用于DN100法兰的导波管。

DN80、DN100、DN150法兰的雷达传感器带喇叭口天线。对于这些传感器，在传感器一端可以通过一个平的焊接法兰代替预焊的法兰盘。

 

图1(单位:mm)    图2(单位:mm)

如果搅动或流动的介质，需要将导波管固定在容器底上。对于较长的导波管，必须考虑使用分段固定。

如果介质介电常数小（＜4），雷达信号会穿透介质。当容器近似空仓的时候，容器底的反射回波会影响测量。可以在导波管末端安装折射板将容器底的反射回波折射走。通过折射板可以保证空仓这一点的物位被准确测量。如果不使用折射板，也可以将导波管的末端弯成一个弯度，同样可以折射走容器底部的回波。

 

导波管末端弯曲示意图   旁通管末端弯曲示意图

虚假回波

由于安装的不正确会产生很大的虚假回波，以下是经常出现安装错误的举例：

容器内的支架

和其它容器装置一样，容器内支架会造成很强的虚假回波。采用折射板可以很好地防止虚假反射。

 

介质波动大

如果介质产生很强的涡流，比如：由于搅拌或很强的化学反应等，建议采用导波管或旁通管测量。注意导波管或旁通管内不能附着介质。如果介质有可能产生附着的话，要使用100mm标准的或更粗的导波管或旁通管。

 

由于安装的不正确会产生很大的虚假回波，以下是经常出现安装错误的举例：

介质附着

如果传感器距离容器太近安装，附着在容器壁上的介质会造成虚假反射。传感器应该与容器壁保持一定距离。

 

容器内的装置

容器内的装置，比如：梯子等都会造成虚假回波。在设计安装位置的时候，不能有任何装置阻挡雷达信号的运行。容器内的装置，比如：梯子等都会造成虚假回波。在设计安装位置的时候，不能有任何装置阻挡雷达信号的运行。

 

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