KTRD80 系列傳感器是*的雷達式物位測量儀表，測量距離zui大35 米,可以用于存儲罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量， 輸出4…20mA 模擬信號。
智能雷達物位計KTRD82
1． 產(chǎn)品概述
1.1 簡介
KTRD80 系列傳感器是*的雷達式物位測量儀表，測量距離zui大35 米,可以用于存儲罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量， 輸出4…20mA 模擬信號。
1.2 應用
● 采用*的非接觸式測量
● 采用極其穩(wěn)定的材料制造
● 測量液體、固體介質的物位
● 可以測量所有介電常數(shù)＞1.8 的介質
● 測量范圍0…20m（可以擴展到35 米）
● 采用兩線制、回路供電的技術，供電電壓和輸出信號通過一根兩芯電纜傳輸
● 4…20mA 輸出或數(shù)字型信號輸出
● 分辨率1mm
● 不受噪音、蒸汽、粉塵、真空等工況影響
● 不受介質密度、粘稠度和溫度的變化的影響
● 過程壓力可達40bar
● 過程溫度可達250℃
1.3測量原理
高頻微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收，雷達波以光速運行，運行時間可以通過電子部件被轉換成物位信號。一種特殊的時間延伸方法可以確保極短時間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測量。
即使工況比較復雜的情況下，存在虛假回波，用的微處理技術和調(diào)試軟件也可以準確的識別出物位的回波。
1.4 輸入
天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對此信號進行處理，識別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號識別由智能軟件完成，精度可達到毫米級。距離物料表面的距離D 與脈沖的時間行程T 成正比：D=C×T/2 （其中C 為光速）因空罐的距離E 已知，則物位L 為： L=E-D
1.5 輸出
通過輸入空罐高度E（=零點），滿罐高度F（=滿量程）及一些應用參數(shù)來設定，應用參數(shù)將自動使儀表適應測量環(huán)境。對應于4－20mA 輸出。
2.儀表介紹：
應用：過程條件簡單，腐蝕性的液體。漿料、固體
比如：污水儲罐，酸堿儲罐，漿料儲罐，固體顆粒，小型儲油罐
測量范圍：20 米
過程連接：G11/2 螺紋或11/2NPT
介質溫度：-40-120℃
過程壓力：-1.0-3bar
重復性：± 2mm
精度：< 0.1%
頻率范圍：6.8GHz
防爆/防護等級：Exia II CT6/IP67
信號輸出：4…20mA/HART（兩線）
應用：存儲或過程容器腐蝕性的液體、漿料、固體
比如：水液儲罐,酸堿儲罐,漿料儲罐,固體顆粒,小型儲油罐
測量范圍：20 米
過程連接：法蘭
介質溫度：-40-150℃
過程壓力：-1.0-20bar
重復性：± 2mm
精度：< 0.1%
頻率范圍： 6.8GHz
防爆/防護等級：Exia II CT6/IP67
信號輸出: 4…20mA/HART（兩線）
應用：適應各種存儲容器或過程計量環(huán)境，液體、漿料、固體比如：原油、輕油儲罐,原煤、粉煤倉位,揮發(fā)性液體儲罐,焦碳料位,漿料儲罐,固體顆粒
測量范圍：35 米
過程連接：法蘭
過程溫度：-40-250℃
過程壓力：-1.0-40bar
重復性：± 2mm
精度：< 0.1%
頻率范圍：6.8GHz
防爆/防護等級：Exia II CT6/IP67
信號輸出：4…20mA/HART（兩線）
3.安裝指南
3.1 安裝位置說明
● 建議距離（1）罐體內(nèi)壁至安裝短管的外壁應大于罐直徑的1/6；
● 離罐壁zui小距離為300mm；
● 不能安裝在入料口的上方（4）。
● 不能安裝在中心位置（3），如果安裝在*，會產(chǎn)生多重虛假回波，干擾回波會導致信號丟失。
● 如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質會黏附造成虛假回波，在調(diào)試儀表的時候應該進行虛假回波存儲。
3.2 罐內(nèi)安裝
● 在信號波束內(nèi)，應避免有如下安裝物
（1）：例如限位開關，溫度傳感器等。
● 對稱裝置（2），如真空環(huán)，加圈，擋板等等。
● 如果罐內(nèi)有（1）（ 2）干涉物件，應采用導波管進行測量。
3.3 *安裝選擇
● 天線尺寸：天線越大，波束角越小，干擾回波將越弱。
● 天線調(diào)整：將天線調(diào)整到*測量位置。
● 導波管：導波管用來避免干擾回波。
3.4 KTRD82的罐內(nèi)安裝
3.4.1 標準安裝
● 雷達天線不可向罐壁傾斜。
● 為了使溫度影響zui小化，在對接法蘭的連接處必須使用彈簧墊圈。
● 桿式天線的雷達波發(fā)射處必須伸出安裝短管。
● 垂直放置桿式天線，不要讓雷達束指向罐壁。
3.5*安裝位置
標準安裝
標記應指向罐壁； 安裝標記應位于法蘭的兩個螺栓孔的正中間
法蘭的定位方向
為了準確定位，在法蘭或螺紋上均有標記，在安裝時，此標記必須符合下述方向：
● 法蘭的指示標記應指向罐壁或罐的中心
● 如使用導波管安裝，法蘭標記應指向開孔的一側
● 如使用旁通管安裝，法蘭標記應與指向連通管的一側
雷達在使用過程中，回波信號的幅度表明了安裝位置是否*，如果回波信號幅度較低可轉動法蘭，每次轉動一個孔位使干擾回波達到zui小。另外還可以通過虛假回波存儲，達到測量效果。
操作步驟如下：
Ⅰ） 在打開儲罐的過程連接之前，必須確認罐內(nèi)無壓力，并無有害介質。
Ⅱ） 應確認容器內(nèi)空罐或料位剛好覆蓋罐底的情況下進行定位調(diào)整，料位較少的情況下也可進行定位調(diào)整；可通過虛假回波存儲，對回波信號進行優(yōu)化；
Ⅲ） 將法蘭標記轉動一個孔位，或將螺紋轉動1/8 圈，注意回波幅度，繼續(xù)旋轉法蘭或螺紋，直到轉動一圈為止，在回波信號*位置定位；
Ⅳ） 在*位置固定好法蘭或擰緊螺紋，若有必要，更換密封圈
以下是回波信號示意圖：
圖一正常的物位回波
圖二有虛假回波
4.導波管內(nèi)的測量
4.1 一般介紹
● 如果容器內(nèi)的裝置復雜，比如：加熱盤管、換熱器或運轉很快的攪拌器等，需要使用安裝導波管的天線。當介質產(chǎn)生持續(xù)渦流或者容器內(nèi)裝置造成虛假反射時，也可以采用這種天線。
● 由于雷達信號在導波管內(nèi)被聚焦，所以可以測量介電常數(shù)小的介質（ε r＝1.6….3）
● 下面開口的導波管必須達到需要的zui低液位，這樣才能在管道中進行測量。
● 注意導波管上方的通氣孔應該與儀表標牌一側在一條直線上。
● 除了在容器內(nèi)安裝導波管之外，還可以在容器外安裝旁通管。
● 如果通過導波管或旁通管測量，由于雷達信號的運行時間的改變，zui大測量范圍會縮小5…20％（比如：DN50:15m 而不是20m,DN100:18m,而不是20m）。
● 將傳感器的標牌對準導波管開孔的軸線。由于雷達信號的極化，只有在這個方向上，才能保證穩(wěn)定可靠的測量。焊接在容器上的導波管安裝在容器接管上的導波管安裝旁通管的天線
● 如果傳感器安裝在旁通管上（比如：以前使用的是浮子鋼帶測量裝置），雷達傳感器必須安裝在高于旁通管與容器上部的連通部分至少500mm 的地方。如果旁通管的內(nèi)壁不平，需要在附加使用一個測量套管（管子套管子）。
● 如果介質的介電常數(shù)小（＜4），旁通管的長度應較普通的旁通管長，因為部分雷達信號可以穿透介電常數(shù)小的介質，當旁通管的介質很少的時候，由旁通管底部反射的回波信號要比介質反射的信號還要強，此時，經(jīng)常出現(xiàn)測量誤差。在這種情況下，如果將旁通管延長（300…800mm）,穿透介質的那部分雷達信號可以在這部分介質中被衰減。也可以在旁通管底部安裝折射板，將到達底部的雷達信號折射走。延長的旁通管用于測量表面波動大的介質利用旁通管測量介電常數(shù)小的介質
4.2 粘附性介質
● 對于粘附性介質，導波管的直徑應該盡量大一些。對于非粘附性的介質，導波管的直徑可以為50mm.對于有些粘附的介質，導波管的直徑一般為100mm 或150mm。
● DN50、DN80、DN100、DN150 安裝導波管如果介質的粘附性太強，不能通過導波管進行測量
4.3 通過導波管測量混合介質
● 如果需要測量導波管內(nèi)的混合介質或分層介質，導波管上需要開圓形孔、長圓形孔或矩形孔。開孔是為了充分混合導管內(nèi)的介質。
● 由于雷達信號極性的問題，應該在導波管上成180° 開兩排圓形或矩形孔。雷達傳感器在安裝的時候應該注意：開孔的軸線應該與傳感器的標牌的一側對齊。
● 較寬的矩形孔會造成虛假回波，因此矩形孔不能寬于10mm。為了降低信號的噪音面，圓形的開孔優(yōu)于矩形的開孔。
相同的介質混合介質混合介質
4.4 帶球閥的導波管
● 如果在導波管上使用球閥，可以在不打開容器的條件下對儀表進行維護保養(yǎng)（比如：測量液態(tài)煤氣或有毒的介質）.● 要做到球閥的通道對測量沒有影響，必須使球閥的直徑與導波管的直徑相匹配。球閥距離儀表法蘭至少500mm。
5. 導波管的設計指南
雷達傳感器的導波管一般用于DN50、DN80、DN100 和DN150 的法蘭。
● 圖一是用于DN50 法蘭的導波管，以此舉例進行介紹。
導波管的內(nèi)壁必須光滑（平均粗糙度Rz≤30）。導波管可以采用拉伸的或縱縫焊接的不銹鋼管。通過焊接法蘭或管接頭的時候必須注意管內(nèi)壁上不能有焊縫或凸緣，在焊接前從內(nèi)側固定好套管和法蘭。
焊接時注意不要焊透套管壁。套管內(nèi)壁必須保持平滑。如果不小心焊透了套罐壁，您必須重新整平內(nèi)壁，否則會產(chǎn)生很大的虛假回波。
● 圖二介紹是用于DN100 法蘭的導波管。
DN80、DN100、DN150 法蘭的雷達傳感器帶喇叭口天線。對于這些傳感器，在傳感器一端可以通過一個平的焊接法蘭代替預焊的法蘭盤。
● 如果攪動或流動的介質，需要將導波管固定在容器底上。對于較長的導波管，必須考慮使用分段固定。如果介質介電常數(shù)?。ǎ?），雷達信號會穿透介質。當容器近似空倉的時候，容器底的反射回波會影響測量?？梢栽趯Рü苣┒税惭b折射板將容器底的反射回波折射走。通過折射板可以保證空倉這一點的物位被準確測量。如果不使用折射板，也可以將導波管的末端彎成一個彎度，同樣可以折射走容器底部的回波。
6. 虛假回波
由于安裝的不正確會產(chǎn)生很大的虛假回波，以下是經(jīng)常出現(xiàn)安裝錯誤的舉例。
導波管末端彎曲示意圖旁通管末端彎曲示意圖
容器內(nèi)的突起部分
● 如果容器內(nèi)有上表面是平面的凸起部分，會對測量有很大的影響。必須在凸出部分上加一個折射板，以保證正常測量。
介質附著
● 如果傳感器距離容器太近安裝，附著在容器壁上的介質會造成虛假反射。傳感器應該與容器壁保持一定距離。
容器內(nèi)的裝置
● 容器內(nèi)的裝置，比如：梯子等都會造成虛假回波。在設計安裝位置的時候，不能有任何專職阻擋雷達信號的運行。
容器內(nèi)的支架
● 和其它容器裝置一樣，容器內(nèi)支架會造成很強的虛假回波。采用折射板可以很好地防止虛假反射。
7. 典型的安裝錯誤
容器接管太長
● 如果容器接管太長，會造成虛假反射。一定要保證喇叭口天線伸出接管至少10mm.如果使用棒式天線，容器接管的長度為max.100 或60mm（棒長545mm,容器接管zui長250mm）。
喇叭口天線：正確與錯誤的接管長度
棒式天線正確與錯誤的接管長度
半球形或拱形罐頂
● 半球形或拱形罐頂相對于雷達傳感器就相當于一個凸透鏡。如果雷達傳感器正好安裝再這個凸透鏡的焦點上，傳感器接受到的虛假回波會增強。*的安裝位置在容器半徑的1/2 處。
安裝在拱形罐頂上
介質波動大
● 如果介質產(chǎn)生很強的渦流，比如：由于攪拌或很強的化學反應等，建議采用導波管或旁通管測量。注意導波管或旁通管內(nèi)不能附著介質。如果介質有可能產(chǎn)生附著的話，要使用100mm 標準的或更粗的導波管或旁通管。
傳感器沒有對準介質表面安裝
● 如果傳感器沒用對準介質表面安裝的話，測量信號就會減弱。必須將雷達傳感器的軸線垂直對準介質表面。
● 傳感器距離容器壁太近
如果傳感器距離容器太近，會產(chǎn)生很強的虛假回波。附著的介質、鉚釘、螺釘或焊縫都會造成虛假反射。所以傳感器一定要與容器壁保持一定距離。
● 如果反射條件好（液體介質、沒有其它容器裝置），建議錐形發(fā)射角內(nèi)側不能有容器壁阻擋雷達信號運行，如果發(fā)射條件不好，建議錐形發(fā)射角外側不能有干擾。
產(chǎn)生泡沫
● 介質表面的又厚又稠的泡沫會造成測量誤差。必須對此采取措施，可以選用旁通管會使用其它測量方法，比如：電容式電極或靜壓式傳感器。
導波管安裝錯誤
● 沒有開通氣孔
在導波管上端必須開通氣孔，如果不開通氣孔，會造成錯誤測量。
極性方向錯誤
● 如果通過導波管測量，特別是為了混合導波管內(nèi)外的介質，導波管上開圓形孔或矩形孔，特別要注意極性方向。
● 導波管的兩排孔（成180°）必須和雷達信號的極性方向處在同一個平面上。雷達信號的極性方向總是和雷達傳感器的標牌一側處在同一個平面上。
8. KTRD80系列尺寸
9. 法蘭外形尺寸圖
10. 發(fā)射角和虛假反射
● 雷達信號通過天線系統(tǒng)聚焦，雷達波束的發(fā)射就像手電筒的光束，呈錐形。錐形發(fā)射角的大小取決于天線尺寸。
● 錐形發(fā)射內(nèi)的任何物體都會反射雷達信號。特別是zui近的幾米內(nèi)的管道、支架或其它裝置造成的虛假反射特別強。
比如：距離發(fā)射天線6 米處的虛假回波要比18 米處的強9 倍。
● 對于遠處的虛假反射面，雷達信號的能量倍分散到一個很大的面積上，這樣反射回來的虛假信號就很弱，不像近處的
虛假回波對測量的影響很大。
● 一定要沿傳感器軸線方向垂直介質表面發(fā)射，而且要避免在整個發(fā)射角內(nèi)有任何裝置，特別是距離天線zui近的1/3區(qū)域內(nèi)。
● 如果發(fā)射的雷達信號可以垂直到達介質表面，而且沒有任何容器裝置，這樣的測量條件是的。
11. 儀表線性
12. 測量條件
注意事項
?? 測量范圍從波束觸及罐底的那一點開始計算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當物位低于此點時無法進行測量。
?? 若介質為低介電常數(shù)當其處于低液位時，罐底可見，此時為保證測量精度，建議將零點定在低高度為C 的位置。
?? 理論上測量達到天線*的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測量范圍的終值應距離天線的*至少100mm。
?? 對于過溢保護，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
?? zui小測量范圍與天線有關。
?? 隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進行測量的。
?? 當測量范圍超出時，儀表輸出為22mA 電流。
13. 接線方式
14.調(diào)試
KTRD80 可以通過三種方式調(diào)試：
?? 通過顯示調(diào)整模塊KTPM
?? 通過調(diào)試軟件KTSOFT
?? 通過HART 手持編程器
14.1通過編程模塊調(diào)試（KTPM）
?? KTPM 編程器由6 個按鍵和一個液晶顯示屏，可以顯示調(diào)整菜單和參數(shù)設置。其功能相當于一個分析處理儀表。
14.2 通過KTSOFT軟件調(diào)試
無論那種信號輸出，4…20mA/HART,雷達傳感器都可以通過軟件進行調(diào)試。采用KTSOFT 軟件進行儀表調(diào)試，需要一個儀表CONNECTCAT 驅動器。使用軟件調(diào)試的時候，給雷達儀表加電24VDC，同時在連接HART 適配器前端加一個250 歐姆的電阻。如果一體式HART 電阻（內(nèi)部電阻250 歐姆）的供電儀表，就不需要附加外部電阻，HART 適配器可以和4…20mA 線并聯(lián)。
14.3 通過HART手持編程器
基本參數(shù)工作頻率：6.8GHz
波束角： KTRD82
測量范圍：0…35m
重復性：±2mm
分辨率：1mm
采樣：回波采樣55 次/s
響應速度：>0.2s（根據(jù)具體使用情況而定）
電流信號：4…20mA
精度：<0.1%
KTRD82 ： PTFE
通訊接口HART 通訊協(xié)議
KTRD82（PTFE 棒式天線） ：翻邊法蘭DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250
電源電源：24V DC（+/-10%），波紋電壓：1Vpp
耗電量：max22.5mA
環(huán)境條件溫度：－40℃…＋70℃
容器壓力（表壓）－1…40bar
防爆認證Exia II C T6
外殼保護等級IP67
兩線制接線供電和信號輸出共用一根兩芯導線
電纜入口2 個M20*1.5 或2 個1/2NPT（電纜直徑5…9mm）
16. 產(chǎn)品選型KTRD82
