KTRD80 系列傳感器是*的雷達(dá)式物位測量儀表，測量距離zui大35 米,可以用于存儲(chǔ)罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量， 輸出4…20mA 模擬信號(hào)。
智能雷達(dá)物位計(jì)KTRD82
1． 產(chǎn)品概述
1.1 簡介
KTRD80 系列傳感器是*的雷達(dá)式物位測量儀表，測量距離zui大35 米,可以用于存儲(chǔ)罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量， 輸出4…20mA 模擬信號(hào)。
1.2 應(yīng)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(zhì)的物位
● 可以測量所有介電常數(shù)＞1.8 的介質(zhì)
● 測量范圍0…20m（可以擴(kuò)展到35 米）
● 采用兩線制、回路供電的技術(shù)，供電電壓和輸出信號(hào)通過一根兩芯電纜傳輸
● 4…20mA 輸出或數(shù)字型信號(hào)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(zhì)密度、粘稠度和溫度的變化的影響
● 過程壓力可達(dá)40bar
● 過程溫度可達(dá)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(dá)波以光速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測量。
即使工況比較復(fù)雜的情況下，存在虛假回波，用的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的識(shí)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(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D 與脈沖的時(shí)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(diǎn)），滿罐高度F（=滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4－20mA 輸出。
2.儀表介紹：
應(yīng)用：過程條件簡單，腐蝕性的液體。漿料、固體
比如：污水儲(chǔ)罐，酸堿儲(chǔ)罐，漿料儲(chǔ)罐，固體顆粒，小型儲(chǔ)油罐
測量范圍：20 米
過程連接：G11/2 螺紋或11/2NPT
介質(zhì)溫度：-40-120℃
過程壓力：-1.0-3bar
重復(fù)性：± 2mm
精度：< 0.1%
頻率范圍：6.8GHz
防爆/防護(hù)等級(jí)：Exia II CT6/IP67
信號(hào)輸出：4…20mA/HART（兩線）
應(yīng)用：存儲(chǔ)或過程容器腐蝕性的液體、漿料、固體
比如：水液儲(chǔ)罐,酸堿儲(chǔ)罐,漿料儲(chǔ)罐,固體顆粒,小型儲(chǔ)油罐
測量范圍：20 米
過程連接：法蘭
介質(zhì)溫度：-40-150℃
過程壓力：-1.0-20bar
重復(fù)性：± 2mm
精度：< 0.1%
頻率范圍： 6.8GHz
防爆/防護(hù)等級(jí)：Exia II CT6/IP67
信號(hào)輸出: 4…20mA/HART（兩線）
應(yīng)用：適應(yīng)各種存儲(chǔ)容器或過程計(jì)量環(huán)境，液體、漿料、固體比如：原油、輕油儲(chǔ)罐,原煤、粉煤倉位,揮發(fā)性液體儲(chǔ)罐,焦碳料位,漿料儲(chǔ)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(fù)性：± 2mm
精度：< 0.1%
頻率范圍：6.8GHz
防爆/防護(hù)等級(jí)：Exia II CT6/IP67
信號(hào)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(yīng)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(huì)產(chǎn)生多重虛假回波，干擾回波會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失。
● 如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質(zhì)會(huì)黏附造成虛假回波，在調(diào)試儀表的時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ)。
3.2 罐內(nèi)安裝
● 在信號(hào)波束內(nèi)，應(yīng)避免有如下安裝物
（1）：例如限位開關(guān)，溫度傳感器等。
● 對(duì)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(yīng)采用導(dǎo)波管進(jìn)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(dǎo)波管：導(dǎo)波管用來避免干擾回波。
3.4 KTRD82的罐內(nèi)安裝
3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)安裝
● 雷達(dá)天線不可向罐壁傾斜。
● 為了使溫度影響zui小化，在對(duì)接法蘭的連接處必須使用彈簧墊圈。
● 桿式天線的雷達(dá)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(dá)束指向罐壁。
3.5*安裝位置
標(biāo)準(zhǔn)安裝
標(biāo)記應(yīng)指向罐壁； 安裝標(biāo)記應(yīng)位于法蘭的兩個(gè)螺栓孔的正中間
法蘭的定位方向
為了準(zhǔn)確定位，在法蘭或螺紋上均有標(biāo)記，在安裝時(shí)，此標(biāo)記必須符合下述方向：
● 法蘭的指示標(biāo)記應(yīng)指向罐壁或罐的中心
● 如使用導(dǎo)波管安裝，法蘭標(biāo)記應(yīng)指向開孔的一側(cè)
● 如使用旁通管安裝，法蘭標(biāo)記應(yīng)與指向連通管的一側(cè)
雷達(dá)在使用過程中，回波信號(hào)的幅度表明了安裝位置是否*，如果回波信號(hào)幅度較低可轉(zhuǎn)動(dòng)法蘭，每次轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)孔位使干擾回波達(dá)到zui小。另外還可以通過虛假回波存儲(chǔ)，達(dá)到測量效果。
操作步驟如下：
Ⅰ） 在打開儲(chǔ)罐的過程連接之前，必須確認(rèn)罐內(nèi)無壓力，并無有害介質(zhì)。
Ⅱ） 應(yīng)確認(rèn)容器內(nèi)空罐或料位剛好覆蓋罐底的情況下進(jìn)行定位調(diào)整，料位較少的情況下也可進(jìn)行定位調(diào)整；可通過虛假回波存儲(chǔ)，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化；
Ⅲ） 將法蘭標(biāo)記轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)孔位，或?qū)⒙菁y轉(zhuǎn)動(dòng)1/8 圈，注意回波幅度，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)法蘭或螺紋，直到轉(zhuǎn)動(dòng)一圈為止，在回波信號(hào)*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(hào)示意圖：
圖一正常的物位回波
圖二有虛假回波
4.導(dǎo)波管內(nèi)的測量
4.1 一般介紹
● 如果容器內(nèi)的裝置復(fù)雜，比如：加熱盤管、換熱器或運(yùn)轉(zhuǎn)很快的攪拌器等，需要使用安裝導(dǎo)波管的天線。當(dāng)介質(zhì)產(chǎn)生持續(xù)渦流或者容器內(nèi)裝置造成虛假反射時(shí)，也可以采用這種天線。
● 由于雷達(dá)信號(hào)在導(dǎo)波管內(nèi)被聚焦，所以可以測量介電常數(shù)小的介質(zhì)（ε r＝1.6….3）
● 下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要的zui低液位，這樣才能在管道中進(jìn)行測量。
● 注意導(dǎo)波管上方的通氣孔應(yīng)該與儀表標(biāo)牌一側(cè)在一條直線上。
● 除了在容器內(nèi)安裝導(dǎo)波管之外，還可以在容器外安裝旁通管。
● 如果通過導(dǎo)波管或旁通管測量，由于雷達(dá)信號(hào)的運(yùn)行時(shí)間的改變，zui大測量范圍會(huì)縮小5…20％（比如：DN50:15m 而不是20m,DN100:18m,而不是20m）。
● 將傳感器的標(biāo)牌對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)波管開孔的軸線。由于雷達(dá)信號(hào)的極化，只有在這個(gè)方向上，才能保證穩(wěn)定可靠的測量。焊接在容器上的導(dǎo)波管安裝在容器接管上的導(dǎo)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(dá)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(gè)測量套管（管子套管子）。
● 如果介質(zhì)的介電常數(shù)小（＜4），旁通管的長度應(yīng)較普通的旁通管長，因?yàn)椴糠掷走_(dá)信號(hào)可以穿透介電常數(shù)小的介質(zhì)，當(dāng)旁通管的介質(zhì)很少的時(shí)候，由旁通管底部反射的回波信號(hào)要比介質(zhì)反射的信號(hào)還要強(qiáng)，此時(shí)，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(zhì)的那部分雷達(dá)信號(hào)可以在這部分介質(zhì)中被衰減。也可以在旁通管底部安裝折射板，將到達(dá)底部的雷達(dá)信號(hào)折射走。延長的旁通管用于測量表面波動(dòng)大的介質(zhì)利用旁通管測量介電常數(shù)小的介質(zhì)
4.2 粘附性介質(zhì)
● 對(duì)于粘附性介質(zhì)，導(dǎo)波管的直徑應(yīng)該盡量大一些。對(duì)于非粘附性的介質(zhì)，導(dǎo)波管的直徑可以為50mm.對(duì)于有些粘附的介質(zhì)，導(dǎo)波管的直徑一般為100mm 或150mm。
● DN50、DN80、DN100、DN150 安裝導(dǎo)波管如果介質(zhì)的粘附性太強(qiáng)，不能通過導(dǎo)波管進(jìn)行測量
4.3 通過導(dǎo)波管測量混合介質(zhì)
● 如果需要測量導(dǎo)波管內(nèi)的混合介質(zhì)或分層介質(zhì)，導(dǎo)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(dǎo)管內(nèi)的介質(zhì)。
● 由于雷達(dá)信號(hào)極性的問題，應(yīng)該在導(dǎo)波管上成180° 開兩排圓形或矩形孔。雷達(dá)傳感器在安裝的時(shí)候應(yīng)該注意：開孔的軸線應(yīng)該與傳感器的標(biāo)牌的一側(cè)對(duì)齊。
● 較寬的矩形孔會(huì)造成虛假回波，因此矩形孔不能寬于10mm。為了降低信號(hào)的噪音面，圓形的開孔優(yōu)于矩形的開孔。
相同的介質(zhì)混合介質(zhì)混合介質(zhì)
4.4 帶球閥的導(dǎo)波管
● 如果在導(dǎo)波管上使用球閥，可以在不打開容器的條件下對(duì)儀表進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)（比如：測量液態(tài)煤氣或有毒的介質(zhì)）.● 要做到球閥的通道對(duì)測量沒有影響，必須使球閥的直徑與導(dǎo)波管的直徑相匹配。球閥距離儀表法蘭至少500mm。
5. 導(dǎo)波管的設(shè)計(jì)指南
雷達(dá)傳感器的導(dǎo)波管一般用于DN50、DN80、DN100 和DN150 的法蘭。
● 圖一是用于DN50 法蘭的導(dǎo)波管，以此舉例進(jìn)行介紹。
導(dǎo)波管的內(nèi)壁必須光滑（平均粗糙度Rz≤30）。導(dǎo)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(shí)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(cè)固定好套管和法蘭。
焊接時(shí)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(huì)產(chǎn)生很大的虛假回波。
● 圖二介紹是用于DN100 法蘭的導(dǎo)波管。
DN80、DN100、DN150 法蘭的雷達(dá)傳感器帶喇叭口天線。對(duì)于這些傳感器，在傳感器一端可以通過一個(gè)平的焊接法蘭代替預(yù)焊的法蘭盤。
● 如果攪動(dòng)或流動(dòng)的介質(zhì)，需要將導(dǎo)波管固定在容器底上。對(duì)于較長的導(dǎo)波管，必須考慮使用分段固定。如果介質(zhì)介電常數(shù)小（＜3），雷達(dá)信號(hào)會(huì)穿透介質(zhì)。當(dāng)容器近似空倉的時(shí)候，容器底的反射回波會(huì)影響測量?？梢栽趯?dǎo)波管末端安裝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(diǎn)的物位被準(zhǔn)確測量。如果不使用折射板，也可以將導(dǎo)波管的末端彎成一個(gè)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(huì)產(chǎn)生很大的虛假回波，以下是經(jīng)常出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤的舉例。
導(dǎo)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(huì)對(duì)測量有很大的影響。必須在凸出部分上加一個(gè)折射板，以保證正常測量。
介質(zhì)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(zhì)會(huì)造成虛假反射。傳感器應(yīng)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(huì)造成虛假回波。在設(shè)計(jì)安裝位置的時(shí)候，不能有任何專職阻擋雷達(dá)信號(hào)的運(yùn)行。
容器內(nèi)的支架
● 和其它容器裝置一樣，容器內(nèi)支架會(huì)造成很強(qiáng)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(cuò)誤
容器接管太長
● 如果容器接管太長，會(huì)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(cuò)誤的接管長度
棒式天線正確與錯(cuò)誤的接管長度
半球形或拱形罐頂
● 半球形或拱形罐頂相對(duì)于雷達(dá)傳感器就相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。如果雷達(dá)傳感器正好安裝再這個(gè)凸透鏡的焦點(diǎn)上，傳感器接受到的虛假回波會(huì)增強(qiáng)。*的安裝位置在容器半徑的1/2 處。
安裝在拱形罐頂上
介質(zhì)波動(dòng)大
● 如果介質(zhì)產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，比如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管測量。注意導(dǎo)波管或旁通管內(nèi)不能附著介質(zhì)。如果介質(zhì)有可能產(chǎn)生附著的話，要使用100mm 標(biāo)準(zhǔn)的或更粗的導(dǎo)波管或旁通管。
傳感器沒有對(duì)準(zhǔn)介質(zhì)表面安裝
● 如果傳感器沒用對(duì)準(zhǔn)介質(zhì)表面安裝的話，測量信號(hào)就會(huì)減弱。必須將雷達(dá)傳感器的軸線垂直對(duì)準(zhǔn)介質(zhì)表面。
● 傳感器距離容器壁太近
如果傳感器距離容器太近，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的虛假回波。附著的介質(zhì)、鉚釘、螺釘或焊縫都會(huì)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(zhì)、沒有其它容器裝置），建議錐形發(fā)射角內(nèi)側(cè)不能有容器壁阻擋雷達(dá)信號(hào)運(yùn)行，如果發(fā)射條件不好，建議錐形發(fā)射角外側(cè)不能有干擾。
產(chǎn)生泡沫
● 介質(zhì)表面的又厚又稠的泡沫會(huì)造成測量誤差。必須對(duì)此采取措施，可以選用旁通管會(huì)使用其它測量方法，比如：電容式電極或靜壓式傳感器。
導(dǎo)波管安裝錯(cuò)誤
● 沒有開通氣孔
在導(dǎo)波管上端必須開通氣孔，如果不開通氣孔，會(huì)造成錯(cuò)誤測量。
極性方向錯(cuò)誤
● 如果通過導(dǎo)波管測量，特別是為了混合導(dǎo)波管內(nèi)外的介質(zhì)，導(dǎo)波管上開圓形孔或矩形孔，特別要注意極性方向。
● 導(dǎo)波管的兩排孔（成180°）必須和雷達(dá)信號(hào)的極性方向處在同一個(gè)平面上。雷達(dá)信號(hào)的極性方向總是和雷達(dá)傳感器的標(biāo)牌一側(cè)處在同一個(gè)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(dá)信號(hào)通過天線系統(tǒng)聚焦，雷達(dá)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(huì)反射雷達(dá)信號(hào)。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(qiáng)。
比如：距離發(fā)射天線6 米處的虛假回波要比18 米處的強(qiáng)9 倍。
● 對(duì)于遠(yuǎn)處的虛假反射面，雷達(dá)信號(hào)的能量倍分散到一個(gè)很大的面積上，這樣反射回來的虛假信號(hào)就很弱，不像近處的
虛假回波對(duì)測量的影響很大。
● 一定要沿傳感器軸線方向垂直介質(zhì)表面發(fā)射，而且要避免在整個(gè)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(dá)信號(hào)可以垂直到達(dá)介質(zhì)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(xiàng)
?? 測量范圍從波束觸及罐底的那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測量。
?? 若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐底可見，此時(shí)為保證測量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C 的位置。
?? 理論上測量達(dá)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(yīng)距離天線的*至少100mm。
?? 對(duì)于過溢保護(hù)，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(guān)。
?? 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(jìn)行測量的。
?? 當(dāng)測量范圍超出時(shí)，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(gè)按鍵和一個(gè)液晶顯示屏，可以顯示調(diào)整菜單和參數(shù)設(shè)置。其功能相當(dāng)于一個(gè)分析處理儀表。
14.2 通過KTSOFT軟件調(diào)試
無論那種信號(hào)輸出，4…20mA/HART,雷達(dá)傳感器都可以通過軟件進(jìn)行調(diào)試。采用KTSOFT 軟件進(jìn)行儀表調(diào)試，需要一個(gè)儀表CONNECTCAT 驅(qū)動(dòng)器。使用軟件調(diào)試的時(shí)候，給雷達(dá)儀表加電24VDC，同時(shí)在連接HART 適配器前端加一個(gè)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(fù)性：±2mm
分辨率：1mm
采樣：回波采樣55 次/s
響應(yīng)速度：>0.2s（根據(jù)具體使用情況而定）
電流信號(hào)：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(rèn)證Exia II C T6
外殼保護(hù)等級(jí)IP67
兩線制接線供電和信號(hào)輸出共用一根兩芯導(dǎo)線
電纜入口2 個(gè)M20*1.5 或2 個(gè)1/2NPT（電纜直徑5…9mm）
16. 產(chǎn)品選型KTRD82
