XM-UML-31 脉冲雷达物位计

测量原理

发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。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。一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量。

即使工况比较复杂的情况下，存在虚假回波，用最新的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。

输入

天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路，微处理器对此信号进行处理，识别出微脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成，精度可达到毫米级。距离物料表面的距离 D 与脉冲的时间行程 T 成正比：

D=C × T/2

其中 C 为光速

因空罐的距离 E 已知，则物位 L 为： L=E-D

输出

通过输入空罐高度 E （ = 零点），满罐高度 F （ = 满量程）及一些应用参数来设定，应用参数将自动使仪表适应测量环境。对应于 4 － 20mA 输出。

应用介质：

•  XM-UML-31 系列脉冲雷达物位计适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量，适用于温度、压力变化大；有惰性气体及挥发存在的场合。

•  采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量较低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对人体及环境均无伤害。

产品简介：

XM-UML-31 系列脉冲雷达物位计
类 别	XM-UML-31A	XM-UML-31B	XM-UML-31C
应 用	过程条件简单，腐蚀性的液体、浆料、固体 比如： 水液储罐 酸碱储罐 浆料储罐 固体颗粒 小型储油罐	存储或过程容器腐蚀性的液体、浆料、固体 比如： 水液储罐 酸碱储罐 浆料储罐 固体颗粒 小型储油罐	适应各种存储容器或过程计量环境，液体、浆料、固体 比如： 原油、轻油储罐 原煤、粉煤仓位 挥发性液体储罐 焦碳料位 浆料储罐 固体颗粒
测 量 范 围	20米	20米	35米
过 程 连 接	螺纹	法兰	法兰
过 程 温 度	-40-130℃	-40-150℃	-40-250℃
过 程 压 力	-1.0-3bar	-1.0-20bar	-1.0-40bar
重 复 性	± 3mm	± 3mm	± 3mm
精 度	< 0.1%	< 0.1%	< 0.1%
频 率 范 围	6.8GHz	6.8GHz	6.8GHz
防爆 /防护等级	EXiaIICT6/IP68	EXiaIICT6/IP68	EXiaIICT6/IP68
信 号 输 出	4…20mA/HART(两线)	4…20mA/HART两线)	4…20mA/HART(两线)

安装指南

安装说明 •  推荐距离（ 1 ）墙至安装短管的外壁： •  离罐壁为罐直径 1/6 处，最小距离为 200mm 。 •  不能安装在入料口的上方（ 4 ）。 •  不能安装在中心位置（ 3 ），如果安装在中央，会产生多重虚假回波，干扰回波会导致信号丢失。 •  如果不能保持仪表与罐壁的距离，罐壁上的介质会黏附造成虚假回波，在调试仪表的时候应该进行虚假回波存储。

罐内安装 •  在信号波束内，应避免有如下安装物（ 1 ）：例如限位开关，温度传感器等。 •  对称装置（ 2 ），如真空环，加热线圈，挡板等等。 •  如果罐内有（ 1 ）（ 2 ）干涉物件，应采用导波管进行测量。 最佳安装选择 •  天线尺寸：天线越大，波束角越小，干扰回波将越弱。 •  天线调整：将天线调整到最佳测量位置。 •  导波管：导波管用来避免干扰回波。

罐内安装 (XM-UML-31A,XM-UML-31B ） 标准安装 •  雷达天线不可向罐壁倾斜。 •  为了使温度影响最小化，在对接法兰的连接处必须使用弹簧垫圈。 •  杆式天线必须伸出安装短管。 •  垂直放置杆式天线，不要让雷达束指向罐壁。

罐内安装（ XM-UML-31C ） 标准安装 •  雷达天线不可向罐壁倾斜。 •  喇叭天线必须延伸出安装短管，否则应使用天线延伸管。 •  喇叭天线必须调整至垂直，不要让雷达束指向罐壁。
安装短管较长时使用天线延伸管 •  当喇叭长度小于安装短管长度时，应使用天线延伸管。 •  如果喇叭直径大于安装短管的直径，包括延伸管在内的天线需要从容器里面安装，并将仪表抬高。选择延伸管使仪表至少抬高 100mm 。

导波管内安装 •  雷达传感器通过导波管或旁通管进行测量，测量管起到导波作用。下面是一个测量管（导波管的构造图） •  测量管内壁必须平滑，如果可能的话测量管的内径需要与喇叭口的直径相符，请使用纵伸焊接的不锈钢管。可以通过预先焊接的法兰盘或焊接头延长测量管。 必须注意： •  焊接时，不能产生凸点或凸缘。将法兰和测量管对齐固定，然后焊接。焊接不要穿透测量管管壁 , 管内壁必须保持平滑，一定要小心的除去焊缝和不平滑的地方，否则会造成很强的虚假回波。

测量条件

注意事项

•  测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算，但在特殊情况下，若罐低为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。

•  若介质为低介电常数当其处于低液位时，罐低可见，此时为保证测量精度，建议将零点定在低高度为 C 的位置。

•  理论上测量达到天线尖端的位置是可能的，但是考虑到腐蚀及粘附的影响，测量范围的终值应距离天线的尖端至少 100mm 。

•  对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。

•  最小测量范围与天线有关。

•  随浓度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以将其反射，但在一定的条件下是可以进行测量的。

测量范围超出的动作

•  当测量范围超出时，仪表输出为 22mA 电流。

接线方式

调试

XM-UML-31 可以通过三种方式调试：

•  通过显示调整模块 HBPM

•  通过调试软件 HBSOFT

•  通过 HART 手持编程器

通过 HBSOFT 软件调试

无论那种信号输出， 4…20mA/HART, 雷达传感器都可以通过软件进行调试。采用 HBSOFT 软件进行仪表调试，需要一个仪表 CONNECTCAT 驱动器。

使用软件调试的时候，给雷达仪表加电 24VDC ，同时在连接 HART 适配器前端加一个 250 欧姆的电阻。如果一体式 HART 电阻（内部电阻 250 欧姆）的供电仪表，就不需要附加外部电阻， HART 适配器可以和 4…20mA 线并联。

XM-UML-31 系列尺寸

编程器 尺寸

技术数据：

基本参数 工作频率： 6.8GHz

波 束 角： 24 ° UML-628A, UML-628B

18 ° UML-628C 带 DN150 法兰

14 ° UML-628C 带 DN200 法兰

12 ° UML-628C 带 DN250 法兰

测量范围： 0…35m

重复性 ： ± 3mm

分辨率 ： 1mm

采样 ：回波采样 55 次 /s

响应速度： >0.2s( 根据具体使用情况而定 )

电流信号： 4…20mA

精度 ： <0.1%

天线材质 UML-628A 、 UML-628B 为 PP/PTFE

UML-628C 为 316L 不锈钢

通讯接口 HART 通讯协议

过程连接 UML-628A (PP ， PTFE 天线 ) ： G1-1/2 316L 不锈钢，：

UML-628B( 棒式天线 ) ：翻边法兰 DN50 ， DN80 ， DN100 ， DN150

UML-628C( 喇叭口形式天线 ) ：法兰 DN50 ， DN80 ， DN100 ， DN150 ， DN200 ， DN250

电源 电源： 24V DC(+/-10%) ，波纹电压： 1Vpp

耗电量： max22.5mA

环境条件 温度：－ 40 ℃ … ＋ 80 ℃

容器压力（表压）－ 1…40bar

防爆认证 ExiaII C T6

外壳保护等级 IP68

两线制接线 供电和信号输出共用一根两芯导线

电缆入口： 2 个 M20 × 1.5 （电缆直径 5…9mm ）

产品选型

XM-UML-31A