功能与系统设计测量原理

Micropilot是一种"俯视式"时间行程测量系统。用于测量从参考点(即过程连接点)到物料表面的间距。天线发出微波脉冲，在被测物料表面产生反射，并被雷达系统所接收。

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，识别出微波脉冲在物料表面所产生的回波。明确的信号识别由PulseMaster软件完成，该软件凝聚了多年的时间行程测量的经验。通过该软件的专利算法可达到毫米级精度。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

因空罐距离E已知，则物位L为：

L=E-D

E的参考点可参见上图。Micropilot有回波干扰抑制功能。此功能可由用户激活，保证了由边缘和焊缝等干扰源引起的干扰回波不会被误认为物料回波。

输出

Micropilot通过输入空罐高度E(=零点)，满罐高度F（=满量程）及一些应用参数来进行设定。应用参数将自动使仪表适应测量环境。对电流输出型仪表，数据点"E"和"F"分别对应于4mA和20mA输出，对数字输出型和显示模块，则分别对应于0％和100％。可在现场或远程手工或半自动地通过输入表格进行线性化，以便对球罐、卧式柱型罐及锥底罐中的物位进行测量。

设备结构

单点测量

MicropilotS可用于罐内或导波管内的测量。不同型号的仪表适用于不同的应用场合：

·

带平面天线的MicropilotSFMR532更适合于使用在直径≥150mm的导波管内

·带喇叭天线的MicropilotSFMR530可使用在直径＜150mm的导波管内，

然而，不能使用于计量交接场合

·

带抛物面天线的MicropilotSFMR533更适用于在罐内测量

·

带喇叭天线的MicropilotSFMR530可用于在直径较小的安装短管内测量

·带杆式天线（PTFE）

的MicropilotSFMR531更适用于在含高腐蚀性介质的场合（ 例如：硫磺）

·

各种仪表均有带HART协议的无源4.20mA输出

完整的测量系统包括：

SPS

-CommuwinII

-ToF Tool

ToFTool

Service适配器FXA 193

Commubox

FXA 191

HART

变送器

ENDRESS+HAUSER

供电单元

操作及显示模块RN221N

VU331

HART-手操器

FXA 191或DXR 375 DXR375

现场操作

·利用显示与操作模块VU

331

·利用个人计算机、FXAl93及操作软件ToF

Too1ToF Tool是Endress+Hauser基于时间行程原理的仪表(如雷达、超声波、导波雷达等)专用的图形化操作软件。其功能包括组态、加密数据、故障诊断及测量

点的文件编制。

远程操作

·利用HART手操器DXR

375

·

利用个人计算机、CommuboxFXAl91及操作软件CommuwinII及ToFTool

·

利用个人计算机，TSM（罐旁指示仪）及操作软件FuelsManager

Prothermo NMT

Commubox FXA 191 Micropilot S

NRF 590

输入被测变量

被测变量为参考点(法兰连接点)与反射平面(即介质表面)之间的距离。测量值

及所有参数使用SI单位或US/UK单位（英寸、英尺..）。物位是根据输入的罐体高度计算的。通过线性化，可将物位转换为其他单位(体积、质量)为了补偿非线性影响，例如在浮顶罐内测量，可输入一个附加的修正表。

测量范围可用的测量范围取决于天线尺寸、介质反射率、安装位置及最终干扰反射。下表分组列出了介质及相应的测量范围。若介质的介电常数未知，参考B类。

1)将氨水归入组A，即总是使用导波管

MicropilotS的测量范围

导波管/旁通管自由空间（储罐介质分类测量范围

测量范围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

带计量交接认证

10m/33ft

—

PTB：

PTB：

D 200：30 m/98ft

N

的最大测量范围

30 m/98ft

30 m/98ft

注意：

FMR 530(DN 80/100)毫米及精度测量范围可达10m。

盲区盲区（=BD）是从测量参考点（法兰连接点）到最高物位时的介质表面的最小距离

盲区 导波管/旁通管 自由空间（储罐）

（BD）  FMR532  FMR530  FMR533  FMR530  FMR531 

从法兰开始 1m 40＂  喇叭长度（参见页22） 1m 40＂  喇叭长度（参见页22） 390/540mm 15"/21" 

·

如果使用天线延伸管，则其长度需增加。

·

在FMR532/533盲区内，无法进行可靠测量。

测量条件

提示!

·

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

·

若介质为低介电常数(组A及B)， 当其处于低液位时， 罐底或管底可见。此时为保证测量精度，建议将零点定于距罐底高度为C的位置。

·

B为最小推荐测量范围。

·

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50mm(2")。

·对于过溢保护，

可定义一段安全距离（SD）附加在盲区（BD）上。

·FMR530（

喇叭天线）和FMR531（杆式天线） 的安全距离（SD）确省值为

0.1m（4"）， 当介质物位超过该值时， 产生报警信号；FMR533（ 抛物面无线） 和FMR532（ 平面天线）的安全距离确省值为0.5m（20"）， 当介质物位超过该值时， 产生报警信号。

·当使用平面或抛物面型天线，尤其在低电导率的介质中时（参见第6页），

测量范围的终值与天线的尖端的距离不得低于1m（40"）。

·

罐的直径及高度必须大于雷达在罐的两侧反射信号的长度，（ 参见第12页《波束角》）。

·随浓度不同，

泡沫既可以吸收微波，又可以将其反射。在某些条件下是可以进行测量的。