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3种非接触式测量仪表有什么优势

2020-11-3 10:44:23  173 雷达物位计
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本文详细阐述了常见非接触测量技术及相应的测量仪器,并结合实际应用说明了这些非接触测量方法的原理、优缺点、精度及适用范围,帮助仪表人加深对非接触测量技术的理解。电磁波测量技术
  • 电磁波测距是利用电磁波作为载波,经调制后由一端发射出去,由另一端反射或转送回来 ,测定发射波与回波相隔的时间,以测量距离的方法。
  • 常见应用:非接触式雷达物位计

    按照微波的波形,又可分为脉冲雷达物位计和调频连续波雷达物位计。

    脉冲雷达物位计通过发射微波脉冲,脉冲以光速(在空气中)传播,在碰到被测介质表面(介电常数必须大于传播介质的介电常数)后,部分微波被反射回来(反射量取决于料面平整度/介电常数大小),被同一天线接收,介质的反射量(率)越大,信号就越强,越好测量;反射量(率)越小,信号就越弱,越容易受干扰。通过准确的识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔△t,可以进一步计算出天线到达被测介质表面的距离D。
  • 调频连续波雷达物位计用24GHZ作为测量基频(载频),2GHZ为调节频宽,整个扫描时间为7ms,完成一次线性扫描,信号发射后,经过一定的时间延迟后,接收到回波信号。在线性扫频中产生的时间差,与液位距离呈正比例,由于有许多反射波,将所有的回波时间进行快速傅立叶(FFT)变换,将时间信号转换成有一定能量的频谱,比较高和比较陡的视频谱信号为有用信号。
  • 由于雷达物位计具有测量精准、性能稳定、可靠性高、维护简便、适用范围广等优点,其应用范围非常广泛,涵盖了电力、钢铁、冶金、水泥、石油化工、造纸、食品等行业,适用于粉尘、温度、压力变化大,有惰性气体及蒸汽存在的场合。

声学测量技术
  • 声学测量法主要用于测距,其中超声波测距技术应用比较广泛。为了以超声波为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。要求使用高频声学换能器,来进行超声波的发射和接受。超声波的指向性很强,在固体介质中传播时能量损失小,传播距离远,因此常用于测量距离。
  • 基本原理:超声波测距的原理是在已知超声波在某介质中的传播速度的情况下,当超声波脉冲通过介质到达被测面时,会反射回波,通过测量仪器测量发射超声波与接收到回波之间的时间间隔,即可计算出仪器到被测面的距离。
  • 特点:利用超声波检测速度快,灵敏度高,仪器体积小,精度也能达到大部分工业应用的要求。传统的声学仪器大部分为模拟信号仪器,精度不高,稳定性和可靠性不尽人意。数字化声学测量技术却可以弥补这些缺点,而且具有容易升级更新、可获得很高的性能指标、存储数据方便等优点,逐步被人使用。
  • 常见应用:声纳式外测液位计

    一种利用声纳测距原理,“微振动分析”技术从容器外测量液位的仪表,不需要在罐壁上开孔,不用法兰,不动火、不清罐,不接触罐内的液体和气体,可实现在线安装、维护,是一种完全非接触隔离式仪表。


    优点:
    1、稳定可靠:高度精确和可靠的非接触液位测量,无需对不断变化的过程条件(如密度、粘度、酸碱度、介电常数、温度和压力)进行补偿;
    2、安全在线安装:无过程连接接口的安装方式无泄漏风险,并允许在内含液体的储罐在线进行安装;
    3、维护量小:无活动部件且无需重新标定,较大程度地减少了维护工作;
    4、液位测量理想选择:隔离式非接触技术是剧毒、易燃易爆、高纯度和腐蚀性应用的理想选择。

    缺点:受介质形态影响,只能测量液态介质,同时动力粘度<30mp.s。
  • 常见应用:超声波外测液位开关

    超声波外测液位开关是一种利用超声波壁内传播衰减原理,结合“变频超声波”技术实现检测的液位开关,采用余振式的工作方式。测量探头吸附在容器外壁,是一种从罐外检测液位的完全非接触隔离式仪表。可广泛适用于各种液体的液位检测。

    优点:
    1、安全:在测量有毒害、有腐蚀、有压力、易燃爆、易挥发、易泄漏的液体时,不使用阀门、连通管、接头,没有漏点,不接触罐内的液体和气体,非常安全。即使在仪表损坏或维修状态下,也绝无引起泄漏、毒害、爆炸的可能;
    2、安装、维修方便:安装维修时不动火,不清罐,不影响生产;
    3、可靠耐用:传感器和仪表中无机械运动部件,并严格密封,与外界隔离,不会磨损或腐蚀;
    4、适用广泛:与被测介质的压力、温度、密度、介电常数、黏度及有无腐蚀性无关。

    缺点:受介质形态影响,只能测量液态介质。

    经过几十年来的发展,非接触测量技术得到了长足的提高,随着安全要求的提升,非接触测量技术将会得到越来越多的普及和应用。




王栋春 2020-11-3 22:20:15
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