功能與系統(tǒng)設(shè)計(jì)測(cè)量原理

Micropilot是一種"俯視式"時(shí)間行程測(cè)量系統(tǒng)。用于測(cè)量從參考點(diǎn)(即過程連接點(diǎn))到物料表面的間距。天線發(fā)出微波脈沖，在被測(cè)物料表面產(chǎn)生反射，并被雷達(dá)系統(tǒng)所接收。

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)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。明確的信號(hào)識(shí)別由PulseMaster軟件完成，該軟件凝聚了多年的時(shí)間行程測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)。通過該軟件的算法可達(dá)到毫米級(jí)精度。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

因空罐距離E已知，則物位L為：

L=E-D

E的參考點(diǎn)可參見上圖。Micropilot有回波干擾抑制功能。此功能可由用戶激活，保證了由邊緣和焊縫等干擾源引起的干擾回波不會(huì)被誤認(rèn)為物料回波。

輸出

Micropilot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)來進(jìn)行設(shè)定。應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)電流輸出型儀表，數(shù)據(jù)點(diǎn)"E"和"F"分別對(duì)應(yīng)于4mA和20mA輸出，對(duì)數(shù)字輸出型和顯示模塊，則分別對(duì)應(yīng)于0％和100％?？稍诂F(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程手工或半自動(dòng)地通過輸入表格進(jìn)行線性化，以便對(duì)球罐、臥式柱型罐及錐底罐中的物位進(jìn)行測(cè)量。

設(shè)備結(jié)構(gòu)

單點(diǎn)測(cè)量

MicropilotS可用于罐內(nèi)或?qū)Рü軆?nèi)的測(cè)量。不同型號(hào)的儀表適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合：

·

帶平面天線的MicropilotSFMR532更適合于使用在直徑≥150mm的導(dǎo)波管內(nèi)

·帶喇叭天線的MicropilotSFMR530可使用在直徑＜150mm的導(dǎo)波管內(nèi)，

然而，不能使用于計(jì)量交接場(chǎng)合

·

帶拋物面天線的MicropilotSFMR533更適用于在罐內(nèi)測(cè)量

·

帶喇叭天線的MicropilotSFMR530可用于在直徑較小的安裝短管內(nèi)測(cè)量

·帶桿式天線（PTFE）

的MicropilotSFMR531更適用于在含高腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合（ 例如：硫磺）

·

各種儀表均有帶HART協(xié)議的無源4.20mA輸出

完整的測(cè)量系統(tǒng)包括：

SPS

-CommuwinII

-ToF Tool

ToFTool

Service適配器FXA 193

Commubox

FXA 191

HART

變送器

ENDRESS+HAUSER

供電單元

操作及顯示模塊RN221N

VU331

HART-手操器

FXA 191或DXR 375 DXR375

現(xiàn)場(chǎng)操作

·利用顯示與操作模塊VU

331

·利用個(gè)人計(jì)算機(jī)、FXAl93及操作軟件ToF

Too1ToF Tool是Endress+Hauser基于時(shí)間行程原理的儀表(如雷達(dá)、超聲波、導(dǎo)波雷達(dá)等)專用的圖形化操作軟件。其功能包括組態(tài)、加密數(shù)據(jù)、故障診斷及測(cè)量

點(diǎn)的文件編制。

遠(yuǎn)程操作

·利用HART手操器DXR

375

·

利用個(gè)人計(jì)算機(jī)、CommuboxFXAl91及操作軟件CommuwinII及ToFTool

·

利用個(gè)人計(jì)算機(jī)，TSM（罐旁指示儀）及操作軟件FuelsManager

Prothermo NMT

Commubox FXA 191 Micropilot S

NRF 590

輸入被測(cè)變量

被測(cè)變量為參考點(diǎn)(法蘭連接點(diǎn))與反射平面(即介質(zhì)表面)之間的距離。測(cè)量值

及所有參數(shù)使用SI單位或US/UK單位（英寸、英尺..）。物位是根據(jù)輸入的罐體高度計(jì)算的。通過線性化，可將物位轉(zhuǎn)換為其他單位(體積、質(zhì)量)為了補(bǔ)償非線性影響，例如在浮頂罐內(nèi)測(cè)量，可輸入一個(gè)附加的修正表。

測(cè)量范圍可用的測(cè)量范圍取決于天線尺寸、介質(zhì)反射率、安裝位置及最終干擾反射。下表分組列出了介質(zhì)及相應(yīng)的測(cè)量范圍。若介質(zhì)的介電常數(shù)未知，參考B類。

1)將氨水歸入組A，即總是使用導(dǎo)波管

MicropilotS的測(cè)量范圍

導(dǎo)波管/旁通管自由空間（儲(chǔ)罐介質(zhì)分類測(cè)量范圍

測(cè)量范圍FMR532

FMR 530

FMR 530

FMR 533

FMR 531

DN 150/200/250

3

≥DN150

DN80/100

A

DK( )=1.4...1.9

38m/124ft

20m/65 ft

—

—

—

DN150: 10 m/ 33 ft

B

38 m/124 ft

20m/65 ft

10m/ 3

ft

DK( )=1.9...4

40m /131ft

DN200/250:20m/65ft

DN150: 15 m/ 49 ft

C

DK( )=4...10

38m/124ft

20 m/65 ft

40m /131ft

15 m/ 49ft

DN200/250: 20m/65ft

DN150: 20 m/ 65 ft

D

38m/124 ft

20 m/65 ft

40m/131ft

20 m/ 65ft

DK( )>10

DN200/250: 25m/82ft

Ni：

M

Ni：

M

20m/65ft

25m/82ft

D 150：25 m/82ft

N

帶計(jì)量交接認(rèn)證

10m/33ft

—

PTB：

PTB：

D 200：30 m/98ft

N

的測(cè)量范圍

30 m/98ft

30 m/98ft

注意：

FMR 530(DN 80/100)毫米及精度測(cè)量范圍可達(dá)10m。

盲區(qū)盲區(qū)（=BD）是從測(cè)量參考點(diǎn)（法蘭連接點(diǎn)）到物位時(shí)的介質(zhì)表面的最小距離

盲區(qū) 導(dǎo)波管/旁通管 自由空間（儲(chǔ)罐）

（BD）  FMR532  FMR530  FMR533  FMR530  FMR531 

從法蘭開始 1m 40＂  喇叭長(zhǎng)度（參見頁(yè)22） 1m 40＂  喇叭長(zhǎng)度（參見頁(yè)22） 390/540mm 15"/21" 

·

如果使用天線延伸管，則其長(zhǎng)度需增加。

·

在FMR532/533盲區(qū)內(nèi)，無法進(jìn)行可靠測(cè)量。

測(cè)量條件

提示!

·

測(cè)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，若罐底為凹型或錐型，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測(cè)量。

·

若介質(zhì)為低介電常數(shù)(組A及B)， 當(dāng)其處于低液位時(shí)， 罐底或管底可見。此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定于距罐底高度為C的位置。

·

B為最小推薦測(cè)量范圍。

·

理論上測(cè)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(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的至少50mm(2")。

·對(duì)于過溢保護(hù)，

可定義一段安全距離（SD）附加在盲區(qū)（BD）上。

·FMR530（

喇叭天線）和FMR531（桿式天線） 的安全距離（SD）確省值為

0.1m（4"）， 當(dāng)介質(zhì)物位超過該值時(shí)， 產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；FMR533（ 拋物面無線） 和FMR532（ 平面天線）的安全距離確省值為0.5m（20"）， 當(dāng)介質(zhì)物位超過該值時(shí)， 產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

·當(dāng)使用平面或拋物面型天線，尤其在低電導(dǎo)率的介質(zhì)中時(shí)（參見第6頁(yè)），

測(cè)量范圍的終值與天線的的距離不得低于1m（40"）。

·

罐的直徑及高度必須大于雷達(dá)在罐的兩側(cè)反射信號(hào)的長(zhǎng)度，（ 參見第12頁(yè)《波束角》）。

·隨濃度不同，

泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射。在某些條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。