CN116592248A - 一种雷达物位计及安装使用方法 - Google Patents

一种雷达物位计及安装使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种雷达物位计及安装使用方法，包括平面侧壁安装、平面顶壁安装、竖杆式安装、横杆式安装和螺纹安装方式；当采用平面侧壁安装时，通过穿过固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓将固定支架固定在平面侧壁上；当采用平面顶壁安装时，通过穿过固定支架上顶板的顶面螺孔的螺栓将固定支架固定在平面顶壁上；当采用竖杆式安装时，将固定支架上的翼板扣在竖杆的两侧，通过穿过侧面螺孔的螺栓与套在竖杆上的抱箍连接；当采用横杆式安装时，将固定支架上的翼板扣在横杆的两侧，通过穿过固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓与套在横杆上的抱箍连接；当采用螺纹安装时，将雷达物位计的外壳上的螺柱旋入待测容器的顶部壁面的螺纹槽。

Description

一种雷达物位计及安装使用方法
技术领域
本发明涉及液位计技术领域，特别是涉及一种雷达物位计及安装使用方法。
背景技术
雷达物位计，也称为雷达液位计，可以对工业生产过程中封闭式或敞开容器中物料(固体或液体)的高度进行非接触式连续测量(对物料高度进行连续的检测)。它是一种基于时间行程原理的测量仪表，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，探头发出高频脉冲在空间以光速传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。
目前，在物位测量领域比较棘手的难题是如何根据不同环境下针对不同的安装需求进行物位计的结构调整，尤其是一些大型固体料仓的物位测量，特别是40米以内的充满粉尘和扰动的加料状态下的料仓，不同的安装测量方式将导致测量结果相差很大。因此，本领域亟需开发一种安装简便快捷、可适合各种容器或管道以及各种壁面安装的雷达物位计及安装使用方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种雷达物位计及安装使用方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种雷达物位计的安装使用方法，包括平面侧壁安装、平面顶壁安装、竖杆式安装、横杆式安装和螺纹安装方式；
当采用平面侧壁安装时，通过穿过雷达物位计的固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓将固定支架固定在平面侧壁上，从而保证雷达物位计的固定；
当采用平面顶壁安装时，通过穿过雷达物位计的固定支架上顶板的顶面螺孔的螺栓将固定支架固定在平面顶壁上，从而保证雷达物位计的固定；
当采用竖杆式安装时，将雷达物位计的固定支架上的翼板扣在竖杆的两侧，通过穿过固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓与套在竖杆上的抱箍连接，进而将固定支架固定在竖杆上，从而保证雷达物位计的固定；
当采用横杆式安装时，将雷达物位计的固定支架上的翼板扣在横杆的两侧，通过穿过固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓与套在横杆上的抱箍连接，进而将固定支架固定在横杆上；
当采用螺纹安装时，将雷达物位计的外壳上的螺柱旋入待测容器的顶部壁面的螺纹槽。
(1)对液体介质的液位进行测量时，将雷达物位计垂直对准介质表面并进行校准。
当用于带有搅拌装置的容器时，雷达物位计的安装位置需避开搅拌装置，当容器进行装料、搅拌时液位表面出现的小型泡沫，小型泡沫带来的信号干扰可忽略不计；
当用于带有锥形底部的平顶容器，需将雷达物位计装在容器中央，可采用横杆式安装、竖杆式安装或螺纹安装方式；
当用于圆形顶容器时，雷达物位计在容器顶部的安装位置与容器侧壁的距离为容器顶部半径的1/2或者1/3，不可安装在容器的顶部中央。
当用于测量河道或水库的流动介质时，不可安装在流动介质入口处的正上方，安装位置需确保能检测到介质的平整流动的表面。
当用于水井时，可将雷达物位计安装在水井侧壁，或者通过螺纹安装于插入在水井中的圆柱形套筒的顶部。
(2)对容器内的固体的物位进行测量时，将雷达物位计采用螺纹安装方式安装在容器的开口位置，安装时需考虑测量数据跳动，雷达探头发射面需垂直于被测固体的表面。
当用于露天料堆安装时，大型的料堆需要通过多个雷达物位计一起测量，雷达物位计可固定在起重架上，雷达探头应对准介质表面。
另外，当容器内表面具有凸起物或者台阶时，需在凸起处或者台阶处放置折射板将虚假回波折射走，从而保证测量准确；
当容器下部有不规则障碍物时，需用一定角度的折射板挡住，以保证测量准确。
当用于测量容器内介质的液位或者物位时，需要避开容器内的管路或支架，保证在毫米波辐射范围内不能有障碍物。
一种采用本发明安装使用方法的雷达物位计，包括外壳，所述外壳的底部中央设有与外壳一体成型的螺柱，所述外壳内放置有测量装置，所述测量装置的上方设有带有中心过孔的盖板，所述测量装置的接头穿过盖板的中心过孔与线缆的接头电连接，所述盖板与外壳的顶部扣合在一起；所述螺柱穿过固定支架的底板上的螺柱过孔，固定环与螺柱通过螺纹连接并将外壳与固定支架固定在一起；
所述固定支架还包括立板，所述立板与底板一体成型，且二者的夹角为直角；所述立板的四角各设有一个侧面螺孔；
所述立板的顶部设有一体成型的顶板，所述顶板与所述立板之间的夹角为直角；所述顶板与底板的朝向相同；所述顶板的两侧各设有一个顶面螺孔；
所述立板的两侧各设有一个一体成型的翼板，所述翼板与所述立板之间的夹角为直角；所述翼板的朝向与底板的朝向相反，所述翼板的中部开设有半圆形开口；
所述底板上靠近立板的部分的左右两侧各设有一个底面螺孔；
所述外壳下底面的边缘开设有至少一个散热孔，所述散热孔处的外壳与底板之间具有一定缝隙。
同现有技术相比，本发明的突出效果在于：
本发明针对不同物料、不同使用环境、不同安装对象，对雷达物位计的结构进行巧妙的设计，提出了不同的安装使用方法，使得本发明的雷达物位计可安装于各种金属、非金属容器或管道内、墙壁侧面、墙壁顶面、竖杆、横杆等各种位置，安装适用范围更广泛，可对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式的连续测量，尤其适用于粉尘、温度、压力变化大，有惰性气体及蒸汽存在的场合；也可以用于对河道和水库的液位测量。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的雷达物位计及安装使用方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明雷达物位计在侧壁平面上的安装示意图；
图2为本发明雷达物位计在顶壁平面上的安装示意图；
图3为本发明雷达物位计在竖杆上的安装示意图；
图4为本发明雷达物位计在横杆上的安装示意图；
图5为本发明雷达物位计通过螺纹安装的示意图。
图6为本发明雷达物位计的装配示意图；
图7为本发明雷达物位计的立体示意图；
图8为河道或水库液位高度测量示意图；
图9为带有搅拌装置的容器上的安装示意图；
图10为圆形顶容器上的安装示意图；
图11为水库中的安装示意图；
图12为水井中的安装示意图；
图13为固体物料容器的安装示意图；
图14为针对露天料堆的安装示意图；
图15为针对容器内台阶样障碍物的雷达物位计使用示意图；
图16为针对容器下部有不规则障碍物的雷达物位计使用示意图；
图17为针对带有管路的容器的雷达物位计使用示意图。
其中，1-外壳，11-散热孔，2-螺柱，3-测量装置，31-软垫，32-芯片，33-测量头，4-线缆，5-接头，6-盖板，7-立板，71-螺柱过孔，72-侧面螺孔，73-顶面螺孔，74-翼板，75-半圆形开口，76-底板，77-底面螺孔，78-顶板，8-固定环。
具体实施方式
如图6-7所示，一种雷达物位计，包括外壳1，所述外壳1的底部中央设有与外壳1一体成型的螺柱2，所述外壳1内放置有测量装置3，所述测量装置3的上方设有带有中心过孔的盖板6，所述测量装置3的接头穿过盖板6的中心过孔与线缆4的接头5电连接，所述盖板6与外壳1的顶部扣合在一起；所述螺柱2穿过固定支架的底板76上的螺柱过孔71，固定环8与螺柱2通过螺纹连接并将外壳1与固定支架固定在一起。
固定支架还包括立板7，所述立板7与底板76一体成型，且二者的夹角为直角；所述立板7的四角各设有一个侧面螺孔72。
立板7的顶部设有一体成型的顶板78，所述顶板78与所述立板7之间的夹角为直角；所述顶板78与底板76的朝向相同；所述顶板78的两侧各设有一个顶面螺孔73。
立板7的两侧各设有一个一体成型的翼板74，所述翼板74与所述立板7之间的夹角为直角；所述翼板74的朝向与底板76的朝向相反，所述翼板74的中部开设有半圆形开口75。
底板76上靠近立板7的部分的左右两侧各设有一个底面螺孔77。
外壳1下底面的边缘开设有2个散热孔11，所述散热孔11处的外壳1向上凹，形成一个凹槽，保证了散热孔11处的外壳1与底板76之间具有一定缝隙，便于散热。
测量装置3的下方依次设有软垫31、芯片32及与芯片32电连接的测量头33。测量装置3与芯片32电连接。
该雷达物位计根据现场环境提供5种的安装方式：平面侧壁安装、平面顶壁安装、竖杆式安装、横杆式安装和螺纹安装。具体为：
(1)平面侧壁安装
如图1所示，通过穿过侧面螺孔72的螺栓将固定支架固定在平面侧壁上，从而保证雷达物位计的固定。
(2)平面顶壁安装
如图2所示，通过穿过顶面螺孔73的螺栓将固定支架固定在平面顶壁上，从而保证雷达物位计的固定。
(3)竖杆式安装
如图3所示，将翼板74扣在竖杆的两侧，通过穿过侧面螺孔72的螺栓与套在竖杆上的抱箍(图中未画出)连接，进而将固定支架固定在竖杆上，从而保证雷达物位计的固定。
(4)横杆式安装
如图4所示，将翼板74扣在横杆的两侧，通过穿过侧面螺孔72的螺栓与套在横杆上的抱箍(图中未画出)连接，进而将固定支架固定在横杆上，从而保证雷达物位计的固定。
(5)螺纹安装
如图5所示，将固定支架和固定环取下，直接将螺柱2旋入待测容器的顶部壁面的螺纹槽。
另外，需要避免安装在电磁电磁发生源附近，机械振动强的场所；需要保证安装稳定、牢固不能有晃动。
该雷达物位计的具体使用方法：
(1)对液体介质的液位进行测量时，将雷达物位计垂直对准介质表面并进行校准。
如图9所示，当用于带有搅拌装置的容器时，雷达物位计的安装位置需避开搅拌装置，当容器进行装料、搅拌时液位表面出现的小型泡沫，小型泡沫带来的信号干扰可忽略不计；
如图5所示，当用于带有锥形底部的平顶容器，需将雷达物位计装在容器中央，可采用横杆式安装、竖杆式安装或螺纹安装方式；
如图10所示，当用于圆形顶容器时，雷达物位计在容器顶部的安装位置与容器侧壁的距离为容器顶部半径的1/2或者1/3，不可安装在容器的顶部中央。
如图9和图11所示，当用于测量河道或水库的流动介质时，不可安装在流动介质入口处的正上方，安装位置需确保能检测到介质的平整流动的表面。
如图12所示，当用于水井时，可将雷达物位计安装在水井侧壁，或者通过螺纹安装于插入在水井中的圆柱形套筒的顶部。
(2)如图13所示，对容器内的固体的物位进行测量时，将雷达物位计采用螺纹安装方式安装在容器的开口位置，安装时需考虑测量数据跳动，雷达探头发射面需垂直于被测固体的表面。
如图14所示，当用于露天料堆安装时，大型的料堆需要通过多个雷达物位计一起测量，雷达物位计可固定在起重架上，雷达探头应对准介质表面。
可以看出，本发明的雷达物位计可以应用于罐体内部液位和物位高度测量，也可以用于对河道和水库的液位测量。
另外，需要注意：如图15所示，当容器内表面具有凸起物或者台阶时，需在凸起处或者台阶处放置折射板将虚假回波折射走，从而保证测量准确；
如图16所示，当容器下部有不规则障碍物时，需用一定角度的折射板挡住，以保证测量准确。
如图17所示，当用于测量容器内介质的液位或者物位时，需要避开容器内的管路或支架，保证在毫米波辐射范围内不能有障碍物。
雷达的工作频率越高其电磁波波长越短，越容易在倾斜的固体表面有更好的反射，并具有较窄的波束宽度，可有效避开障碍物，高的频率还可使雷达使用更小的天线。本雷达物位计的发射和接受信号是同时的，相同时间内发射的微波信号更多，固体测量中可减少高粉尘固体料仓测量中的失波现象，能提供准确、可靠的测量，在化工行业中的PP粉末、PE粉末等介质中也有良好应用。
该雷达物位计采用80GHz-MMIC技术，分辨率更高，检测性能更稳定；耐温、耐热、耐轻微腐蚀；适用于液体、固体、浆料、颗粒料、粉尘料等非接触测量；波束角度小、能量集中，具有更强抗干扰能力，大大提高了测量精度可靠性；测量范围最高可达40m，覆盖水库等水位测量；多种输出电路接口与采集系统配合；雷达发射功率极低，对人体及环境均无伤害。具体技术指标见下表。
该雷达物位计为宽压(9～36V DC)供电，由于雷达液位计客户端线束一般会引出的很长，线束存在压降，所以，推荐供电电压为24V。线束包括电源正(24DC+)、电源负(GND)、通讯(485A)及通讯(485B)。
该雷达物位计具有检测距离远，波束能量低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式的连续测量；尤其适用于粉尘、温度、压力变化大，有惰性气体及蒸汽存在的场合。该雷达物位计对人体及环境均无伤害，还具有不受介质比重的影响，不受介电常数变化的影响，不需要现场校调等优点。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，不能理解为对本发明的限制，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：包括平面侧壁安装、平面顶壁安装、竖杆式安装、横杆式安装和螺纹安装方式；
当采用平面侧壁安装时，通过穿过雷达物位计的固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓将固定支架固定在平面侧壁上，从而保证雷达物位计的固定；
当采用平面顶壁安装时，通过穿过雷达物位计的固定支架上顶板的顶面螺孔的螺栓将固定支架固定在平面顶壁上，从而保证雷达物位计的固定；
当采用竖杆式安装时，将雷达物位计的固定支架上的翼板扣在竖杆的两侧，通过穿过固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓与套在竖杆上的抱箍连接，进而将固定支架固定在竖杆上，从而保证雷达物位计的固定；
当采用横杆式安装时，将雷达物位计的固定支架上的翼板扣在横杆的两侧，通过穿过固定支架上立板的侧面螺孔的螺栓与套在横杆上的抱箍连接，进而将固定支架固定在横杆上；
当采用螺纹安装时，将雷达物位计的外壳上的螺柱旋入待测容器的顶部壁面的螺纹槽。
2.根据权利要求1所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：对液体介质的液位进行测量时，将雷达物位计垂直对准介质表面并进行校准。
3.根据权利要求2所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：当用于带有搅拌装置的容器时，雷达物位计的安装位置需避开搅拌装置，当容器进行装料、搅拌时液位表面出现的小型泡沫，小型泡沫带来的信号干扰可忽略不计；
当用于带有锥形底部的平顶容器，需将雷达物位计装在容器中央，可采用横杆式安装、竖杆式安装或螺纹安装方式；
当用于圆形顶容器时，雷达物位计在容器顶部的安装位置与容器侧壁的距离为容器顶部半径的1/2或者1/3，不可安装在容器的顶部中央。
4.根据权利要求2所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：当用于测量河道或水库的流动介质时，不可安装在流动介质入口处的正上方，安装位置需确保能检测到介质的平整流动的表面。
5.根据权利要求2所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：当用于水井时，可将雷达物位计安装在水井侧壁，或者通过螺纹安装于插入在水井中的圆柱形套筒的顶部。
6.根据权利要求1所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：对容器内的固体的物位进行测量时，将雷达物位计采用螺纹安装方式安装在容器的开口位置，安装时需考虑测量数据跳动，雷达探头发射面需垂直于被测固体的表面。
7.根据权利要求1所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：当用于露天料堆安装时，大型的料堆需要通过多个雷达物位计一起测量，雷达物位计可固定在起重架上，雷达探头应对准介质表面。
8.根据权利要求1-7任一所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：当容器内表面具有凸起物或者台阶时，需在凸起处或者台阶处放置折射板将虚假回波折射走，从而保证测量准确；
当容器下部有不规则障碍物时，需用一定角度的折射板挡住，以保证测量准确。
9.根据权利要求1-7任一所述的雷达物位计的安装使用方法，其特征在于：当用于测量容器内介质的液位或者物位时，需要避开容器内的管路或支架，保证在毫米波辐射范围内不能有障碍物。
10.采用权利要求1-7任一所述安装使用方法的雷达物位计，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)的底部中央设有与外壳(1)一体成型的螺柱(2)，所述外壳(1)内放置有测量装置(3)，所述测量装置(3)的上方设有带有中心过孔的盖板(6)，所述测量装置(3)的接头穿过盖板(6)的中心过孔与线缆(4)的接头(5)电连接，所述盖板(6)与外壳(1)的顶部扣合在一起；所述螺柱(2)穿过固定支架的底板(76)上的螺柱过孔(71)，固定环(8)与螺柱(2)通过螺纹连接并将外壳(1)与固定支架固定在一起；
所述固定支架还包括立板(7)，所述立板(7)与底板(76)一体成型，且二者的夹角为直角；所述立板(7)的四角各设有一个侧面螺孔(72)；
所述立板(7)的顶部设有一体成型的顶板(78)，所述顶板(78)与所述立板(7)之间的夹角为直角；所述顶板(78)与底板(76)的朝向相同；所述顶板(78)的两侧各设有一个顶面螺孔(73)；
所述立板(7)的两侧各设有一个一体成型的翼板(74)，所述翼板(74)与所述立板(7)之间的夹角为直角；所述翼板(74)的朝向与底板(76)的朝向相反，所述翼板(74)的中部开设有半圆形开口(75)；
所述底板(76)上靠近立板(7)的部分的左右两侧各设有一个底面螺孔(77)；
所述外壳(1)下底面的边缘开设有至少一个散热孔(11)，所述散热孔(11)处的外壳(1)与底板(76)之间具有一定缝隙。
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