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1、1 1 科隆测量仪器（上海）有限公司科隆测量仪器（上海）有限公司KROHNEMeasurementInstruments(Shanghai)Co.,Ltd 2仪表型号OPTIFLEX1300COPTIFLEX1100COPTIFLEX2200C/FOPTIWAVE7300COPTIWAVE6300COPTIWAVE5200C/F3 3直接测量模式直接测量模式l电脉冲沿到波天线传播遇到介质后返回，所花的时间与测量的距离成正比。l对于大的介电常数介质（通常含水介质）使用直接模式。 这种工况可用面板调试！4 4计算方法计算方法C0=300,000,000m/sD=C0xt/2L =H-D特别提示：特
2、别提示：测量几乎不受测量几乎不受温度，压力等温度，压力等因素的影响，因素的影响，从而为从而为高精度高精度的物位测量提的物位测量提供保证！供保证！lTDR时域反射原理时域反射原理=TimeDomainReflectometryl微脉冲被发射并沿着天线传播微脉冲被发射并沿着天线传播l脉冲在介质（液体或固体）表面被反射脉冲在介质（液体或固体）表面被反射l天线的长度覆盖待测的量程天线的长度覆盖待测的量程l通过测量脉冲传输所花费的时间而得到距离通过测量脉冲传输所花费的时间而得到距离Optiflex1300C/-L系列系列“导波雷达导波雷达”工作原理工作原理D=距距离离L=液液位位H=罐罐高高5 51,8
3、02,002,202,402,602,803,003,203,4000,511,522,533,544,55过程连接处的反射在物位处的反射时间 r-低低 r-高高r越小，反射越弱r越大，反射越强直接测量模式直接测量模式-介质相对介电常数介质相对介电常数 r的变化对信号反射的影响的变化对信号反射的影响l物理定义物理定义:两极板间充满某种均匀电介质时的电容两极板间充满某种均匀电介质时的电容C与两极板间为真空时与两极板间为真空时的电容的电容C0的比值的比值 r=C/C0l对物位测量的影响对物位测量的影响反射强度取决于被测产品的相对介电常数反射强度取决于被测产品的相对介电常数相对介电常数越高，反射强度
4、越大相对介电常数越高，反射强度越大l电磁波的传播速度电磁波的传播速度6 6过程连接处反射1,802,002,202,402,602,803,003,203,4000,511,522,533,544,55Time空仓时天线末端反射有物料时天线末端发射Dt LevelTBF=TankBottomFollow罐底跟踪模式罐底跟踪模式最小介电常数可达最小介电常数可达1.1TBF模式下测量物位模式下测量物位7 7自动测量模式自动测量模式=直接测量模式直接测量模式+TBF模式模式利用利用TBF模式计算的物位距离，和直模式计算的物位距离，和直接模式测量的物位距离。接模式测量的物位距离。可以自动修正介电常数！
5、可以自动修正介电常数！直接模式的物位值直接模式的物位值=TBF模式的物位值模式的物位值8导波雷达导波雷达TBF模式：天线长度（正确长度的重要性！）、末端信号（加模式：天线长度（正确长度的重要性！）、末端信号（加强）、介质介电常数设置强）、介质介电常数设置天线长度-法兰下沿到重锤下沿的距离螺纹型的：螺纹上沿开始！末端信号-可选“正”、“负”看波形那个大用那个！不可选无末端信号！9 9 r1界面处反射1,802,002,202,402,602,803,003,203,4000,511,522,533,544,55过程连接处反射time液位处反射直接模式下测量液位及界面直接模式下测量液位及界面特别提
6、示：特别提示：界面的测量基于界面的测量基于 r1* r1*2（界面）（界面） r2（液位）（液位）上层厚度上层厚度60mm；有明显的界面；有明显的界面 r210雷达交付文件雷达交付文件-.refl放大倍数问题:以现场无需放大或缩小能看清波形 , 合理选择合理选择AskedGain！l文件记录数据块大于文件记录数据块大于20！11界面设置界面设置-在快速设置中在快速设置中l选2 ,必需选不混合l选2，必需选,混合12乳化层厚度问题乳化层厚度问题-讨论讨论l上层油l油包水l水包油l水l其它解决方法：加浮球。131300导波测低介电常数介质，接近罐底跳零问题导波测低介电常数介质，接近罐底跳零问题l选
7、2 ,必需选不混合l选2，必需选,混合14导波雷达顶部导波雷达顶部“塑料塑料”法兰问题，（螺纹连接的。）法兰问题，（螺纹连接的。）l不允许使用塑料法兰l螺纹连接的，安装在架空环境也不允许15OPTIFLEX1TDR基本特性基本特性l从“低低”介电常数介质到“高高”介电常数介质产生“正正”反射波，反之产生“负负”反射波 （ “低”-“高” ：“正” 波 ； “高”-“低” ：“负” 波） l四种测量方式： 直接模式 最常用 介面测量模式 典型：油/水 介面 必须正确输入必须正确输入“油油”的介电常数！的介电常数！ TBF 罐底跟踪模式 通常测量小介电常数介质 是否用是否用TBF必须看波形图！必须
8、看波形图！ 自动测量模式 天线长度必须准确！天线末端信号设定必须正确！是否用必须看波形图！是否用必须看波形图！16单缆、单杆的适用性单缆、单杆的适用性l测量感应范围：测量感应范围：300mm半径半径（安装环境要求高，感应圈内无结构件安装环境要求高，感应圈内无结构件）l介质介电常数：介质介电常数： r1.6l不怕挂料不怕挂料l原理上杆的长度无限制，但运输有问题原理上杆的长度无限制，但运输有问题17双缆、双杆的适用性双缆、双杆的适用性l测量感应范围：测量感应范围：100mm半径（半径（100*200的的8字形）字形）（安装环境要求中安装环境要求中）l介质介电常数：介质介电常数： r1.5l有点怕挂
9、料有点怕挂料l原理上杆的长度无限制，但运输有问题原理上杆的长度无限制，但运输有问题18同轴的适用性同轴的适用性l测量感应范围：测量感应范围：22mm测量管内部测量管内部（安装环境要求低，同轴可以接触结构件安装环境要求低，同轴可以接触结构件）l介质介电常数：介质介电常数： r1.4l怕挂料，典型应用：凝析油液位测量怕挂料，典型应用：凝析油液位测量l有长度无限制，运输有问题有长度无限制，运输有问题19天线类型和相对介电常数对盲区的影响天线类型和相对介电常数对盲区的影响天线类型天线类型顶部盲区顶部盲区A1 r=80底部盲区底部盲区A2 r=80顶部盲区顶部盲区A2 r=2.3底部盲区底部盲区A2 r
10、=2.3mm同轴同轴10101050双杆双杆1251016550双缆双缆1251016550单杆单杆2001025050单杆直径单杆直径8mm2001025050单杆直径单杆直径4mm2001025050单杆直径单杆直径2mm200102505020信号输出和推荐配线信号输出和推荐配线l标配：一路4-20 mA + HART无源 信号输出l选配：二路4-20 mA 无源 信号输出 主要用于带界面测量功能的场合 一路用于液面、另一路用于界面 21科隆雷达的转换器科隆雷达的转换器-输出电流输出电流l 输出输出 1: 1: 4.20mA(3.8.20.5mA-NE43)+HARTl 输出输出 2:
11、2: 4.20mA(3.8.20.5mA-NE43)l错误输出：错误输出：3.6、22、hold（保持），强烈推荐选：保持（保持），强烈推荐选：保持 错误错误错误错误开路开路量量程程范范围围0mA3.6mA 3.8mA20.5mA22mANAMURNE43错误错误错误错误开路开路量量程程范范围围0mA3.6mA4mA20mA22mA标准标准4-20mA2222感应圈：感应圈：单缆、杆单缆、杆:300mm半径半径双缆、杆双缆、杆:100mm半径半径同轴天线同轴天线:外部没有要求外部没有要求例外：平行于天线的罐壁，需保证天线例外：平行于天线的罐壁，需保证天线没有明显的摆动！也没有介质没有明显的摆动
12、！也没有介质“搭桥搭桥”OPTIFLEX安装指导安装指导,感应圈内没有结构件感应圈内没有结构件2323直接模式直接模式l电脉冲沿到波天线传播遇到介质后返回，所花的时间与测量的距离成正比。l对于大的介电常数介质（保守估计介电常数大于10的介质）使用直接模式。如果没有其它干扰， 这种工况可用面板调试！24通过就地面板显示波形通过就地面板显示波形l按上下键显示液位+示意图l按 “”键二次显示液位 ，不带示意图l显示波形l读取实际反射电压l门槛电平设定 设定值=实际反射电压的一半25配合的高级设置配合的高级设置-检测延时使用检测延时使用l可以屏蔽顶部干扰，不要切除用户最高液位！l能用检测延时解决的不建
13、议用Snapshot First Meter26典型的导波雷达波形图典型的导波雷达波形图272200、1100测量模式切换（切入自动模式、直接模式、测量模式切换（切入自动模式、直接模式、TBF模式）模式）l直接模式-将Probe End Thershold 调到1000lTBF模式-将Measurement Thershold调到1000l自动模式-合理调整上述二个阀值281300在空罐时可能显示非零值，如何处理在空罐时可能显示非零值，如何处理？（？（7300？）？）l对于单缆有重锤、双缆天线可以找到末端信号，合理设定门槛电平解决。l对于微弱或没有末端信号如何处理，通过波形图判别，必要时建议天
14、线末端加反射板，通过波形图判别，必要时建议天线末端加反射板，“制造制造”一个末端信号一个末端信号29导波雷达调试时空罐，门槛电平如何设定导波雷达调试时空罐，门槛电平如何设定？l1 根据经验值设定。l2将物位阀值将物位阀值“门槛电平设门槛电平设”的比最大的干扰信号大，比的比最大的干扰信号大，比天线末端信号小。（介于二者之间）天线末端信号小。（介于二者之间）空罐时确保空罐时确保“看到看到”天线末端信号！天线末端信号！解决无信号非零解决无信号非零发现安装问题发现安装问题有条件，在没进料时到现场调试非常重要！有条件，在没进料时到现场调试非常重要！30有干扰，物位阀值：大好？有干扰，物位阀值：大好？小好
15、？、（输出保持）小好？、（输出保持）l有干扰，容易引起跳变。l物位阀值大一点可以改善，但不能杜绝跳变。31假四线制第一路电流设置（降低线路损耗），设地址假四线制第一路电流设置（降低线路损耗），设地址VS超量程。超量程。l量程10倍罐高！，这样电流最大5.6 mAl设HART地址，电流为4mAl目的：减小线路压降。32ftTf0Bstsrramp-generatorreflectorsatime of flightstsr2426FMCW调频连续波雷达工作原理调频连续波雷达工作原理3333ft24GHz26GHztf24GHzOPTIWAVE雷达系列的工作原理雷达系列的工作原理-调频连续波（调频
16、连续波（FMCW）342d电磁波速等于光速电磁波速等于光速 l 测量发射波和反射波测量发射波和反射波之间的时间差之间的时间差l 距离可由距离可由d以下公式推以下公式推导而出导而出脉冲雷达脉冲雷达2x1m2x1m=0 0.000,000,0067S.000,000,0067S= =3x103x10m/sm/s8 8 当距离当距离d=1m时，时间差为时，时间差为脉冲（脉冲（Pulse）雷达工作原理）雷达工作原理35FMCW雷达雷达技术优势技术优势FMCW雷达是连续工作的而脉冲雷达是间歇工作的雷达是连续工作的而脉冲雷达是间歇工作的目标目标干扰体干扰体3636该实验，在该实验，在KROHNE法国法国1
17、8米的标定装置上进行，目标物为直径米的标定装置上进行，目标物为直径80mm的钢球。的钢球。关于关于OPTIWAVE非平整表面介质测量非平整表面介质测量3737OPTIWAVE7300C2号对比产品号对比产品1号对比产品号对比产品关于关于OPTIWAVE非平整表面介质测量非平整表面介质测量38Optiwave的主要调试手段的主要调试手段空罐检测（空频谱）空罐检测（空频谱）EmptySpectrum在波形图中，液位上方有固定干扰（干扰波的大小与液面波相仿）在波形图中，液位上方有固定干扰（干扰波的大小与液面波相仿）必须作空罐检测！作完后看波形。液面信号必须是最大的。必须作空罐检测！作完后看波形。液面
18、信号必须是最大的。罐内有搅拌器，必须开启！罐内有搅拌器，必须开启！39测量频谱测量频谱介质液位介质液位搅拌搅拌 罐底罐底介质液位介质液位测量频谱测量频谱-空频谱空频谱=修正的频谱修正的频谱空罐检测功能，给罐体空罐检测功能，给罐体“拍照拍照”空频谱空频谱40看波形看波形41通过就地面板显示波形通过就地面板显示波形l按上下键显示液位+示意图l按 “”键二次显示液位 ，不带示意图l显示波形l根据波形做空罐检测42辅助手段辅助手段l跟踪速度： 询问用户最快的上升（下降）速度，仪表的设定值大于实际速度。l时间常数：通常在调试时设为1-3秒，调试完后根据波动情况作调整l多重反射：通常关闭43特殊调试手段特
19、殊调试手段l用户反映在空罐时仪表指示不为零用户反映在空罐时仪表指示不为零解决方法：设定的罐高解决方法：设定的罐高+Xm，罐底迁移，罐底迁移-Xm44特殊调试手段特殊调试手段l介质介电常数小，液位反射波比较弱液位反射波比较弱 罐的类型设为：工艺罐（Process Tank） l用户反映仪表指示“死机死机”，断电，断电-重新通电后指示正常重新通电后指示正常 提高跟踪速度、加大测量窗口宽度。l 在有粉尘、水气应用场合仪表指示满度 （加反吹、加保护罩、增大天线、用6300） （定期清洁天线） 教会用户作空罐检测教会用户作空罐检测 45卧罐、球罐必须装导波管，为避免罐内结构件干扰也可用导波管卧罐、球罐必
20、须装导波管，为避免罐内结构件干扰也可用导波管l有多重反射46导波管（旁通管）与天线尺寸关系导波管（旁通管）与天线尺寸关系l天线与管壁间隙小于2.5mml导波管至少必须有一个顶部气相孔l导波管接缝小于1mm47重启仪表确认仪表正常重启仪表确认仪表正常l有时有些参数修改后退出时默认不保存l有些要按二次回车l如：面板设置物位阀值设置，必须按二次回车键！48设定的物位阀值会设定的物位阀值会“变化变化”l面板设置物位阀值设置，必须按二次回车键！l仪表的放大倍数变了 “Gain”Gain振幅70.860.450.240.130.05497300、6300组合算法组合算法l面板、电脑软件都可设置但建议用电脑
21、，可以看到完整波形50CompoundingAlgorithmParameterNum.ofFFTNum.ofLinesforBarycenterFilterTypeSpectrumQualityThresholdSteep Slope102521025225%Medium Slope05202520225%Flat Surface05151515125%对于对于6300，不同的介质类型自动生成。，不同的介质类型自动生成。7300自己设置。自己设置。51组合算法组合算法1GHzFilter2/3:CutOffFrequency=1,8mFilter4/5/6:CutOffFrequency=3
22、,2m52其他问题其他问题l24 VDC供电4线制仪表改用2线制仪表 “24VDC+” 接仪表 “正”“I+” 接仪表 “负” “24VDC-” 与 “I-” 短接 l 输出电流出错状态选 “HOLD” ，可以极大的避免输出跳变。l在波形图中有连续不断的小干扰信号，法兰接大地。l 在调试时仪表一直重新启动，可能供电电压太低。因为在调试时我们在回路中串联一个250欧姆 电阻上面的压降是 1-5VDC。 在回路串联一个9VDC干电池用于调试!l用户负载接“+端”！包括我们的取样电阻，供电不够时超量程设置，或尝试共用用户负载。l HART通讯时好时坏，笔记本电脑用电池供电（不用交流电）。必要时仪表用
23、3个9VDC干电池供电。l Pactware 无法存储数据，恢复出厂设置后重新调试。l为检验调试结果，重新启动仪表。指示是正常值。为检验调试结果，重新启动仪表。指示是正常值。l用户“一级”菜单被密码锁定，进服务菜单解除用户密码。 服务菜单口令：121314 536300、7300罐底信号问题罐底信号问题l罐高+x 米、罐底迁移-x 米 看波形l转动表头，“看到看到”罐底信号54电源模块损坏判别（接地线配置）电源模块损坏判别（接地线配置）l“-”端对地电压大于5V，使用悬空的独立电源l有按键麻木现象、不断重启现象、黑屏现象。55水滴天线进水的现象水滴天线进水的现象l物位信号比较弱l做空频谱，消除顶部干扰信号l敲击仪表，顶部又会出现干扰信号56l5200 顶部死区问题l5200 多重反射问题（调试：跟踪速度、最小窗口、转角度）,7300转角度找到罐底波（玻璃钢罐）l5200 最小窗口57谢谢！谢谢！
