КР уравнемер-1. Радарный уровнемер

• Название: Радарный уровнемер
• Дата: 08.05.2023
• Размер: 5.66 Mb.
• Имя файла: КР уравнемер-1.docx
• Тип: Курсовая; #1114561
• страница: 2 из 6

Область возможного применения метода и ограничения на его применение

Использование радарного метода измерения, позволяет получать максимально достоверную информацию и точную о состоянии уровня измеряемой среды. Такой способ контроля сочетает в себе неизменное качество получаемого результата и универсальность применения. Для него практически не существует ограничений по сфере использования.



Рисунок 2.1. Бесконтактный радарный уровнемер с антеннами различных типов для применения в различных условиях
Преимущества. Бесконтактные радарные уровнемеры реализуют метод измерения «сверху» и обеспечивают прямое измерение расстояния до поверхности среды. Возможно измерения уровня жидкостей, сыпучих материалов и шлама. Основным преимуществом таких уровнемеров является отсутствие необходимости корректировки настроек при изменении плотности, электропроводности жидкости или диэлектрической постоянной. Изменения температуры, давления и состояния парогазового пространства над жидкостью несущественно влияют на погрешность измерения. У бесконтактных радарных уровнемеров нет подвижных частей, что минимизирует потребность в техническом обслуживании. Радарные уровнемеры (при необходимости) могут быть изолированы от технологического процесса диафрагмами из политетрафторэтилена (PTFE), или шаровых клапанов. Так как прибор не соприкасается с измеряемой средой, его с уверенностью можно применять для работы с загрязненными и агрессивными средами.

Ограничения. Основным условием результативной работы бесконтактного радара является его правильная установка на резервуаре. Поверхность измеряемой среды должна беспрепятственно просматриваться с места планируемой установки и монтажный патрубок должен иметь гладкие стенки без выступающих сварных швов.

Радарный уровнемер может использоваться только в период открытого русла или на водоемах и водотоках, не имеющих ледостава в зимний период, а также необходимость наличия гидротехнического сооружения или моста вблизи гидрологического поста для установки уровнемера.

Внутренние конструкции резервуара: усилители, трубы, перемешивающие устройства могут вызвать эхосигналы помех, но большое количество уровнемеров оснащены сложными программными алгоритмами, которые позволяют уровнемеру игнорировать подобные помехи.

Бесконтактный радар может использоваться в условиях перемешивания и турбулентности, но качество измерений и успешность будет зависеть от интенсивности возмущений на поверхности и диэлектрической постоянной жидкости. Пена может оказывать влияние на измерение. Насыщенная воздухом и легкая пена чаще всего не отражает микроволны, а тяжелая и плотная пена может микроволны отражать.

Жидкости с низкой диэлектрической постоянной поглощают большую часть излучаемой энергии, к уровнемеру отражается небольшая ее часть. Большинство водных растворов, в том числе вода обладают высокой диэлектрической постоянной, масла, нефтепродукты и некоторые сыпучие материалы обладают низкой диэлектрической постоянной.

Если поверхность среды из-за перемешивания турбулентна при смешивании продуктов, всплесков на поверхности, то значительная часть микроволнового сигнала рассеивается. Поэтому сочетание неспокойной поверхности и низкой диэлектрической постоянной может существенно ограничить часть микроволнового сигнала, которая возвращается к радарному уровнемеру. Эта сложность может быть решена путем установки выносной камеры и успокоительной трубы для обеспечения спокойной поверхности в поле зрения уровнемера.

Для обеспечения работы радарного уровнемера необходимо использовать солнечные панели или сетевые источники питания 220 В, что уменьшает вандалоустойчивость автоматизированного гидрологического комплекса радарного типа.

3. Методика расчета места и типа монтажа средства измерения, реализующего данный метод

Требования к установке стационарного радарного уровнемера:

1. 
   Уровнемер необходимо закреплять над поверхностью воды на высоте на 0,5 м выше максимального исторического уровня воды для обеспечения измерений при высоких уровнях воды;
   
2. 
   Высота установки уровнемера над уровнем воды должна быть не более его диапазона измерений. Она должна позволять проводить измерения при минимальном историческом уровне воды (для существующих гидрологических постов);
   
3. 
   Уровнемер может устанавливаться на консоли с берега, под мостами, на гидротехнических сооружениях и в существующих трубах или гидрометрических колодцах (допустимый диаметр трубы или колодца должен позволять проводить измерения радарным способом);
   
4. 
   Излучатель радарного датчика должен устанавливаться в вандалоустойчивом кожухе;
   
5. 
   Для обеспечения надежности прихода эхосигнала на рупорную антенну, ось антенны должна быть направлена перпендикулярно плоскости водного потока посредством специального крепления рупорной антенны, имеющего две степени свободы.
   

Особенности размещения и установки стационарного уровнемера радарного типа. Схема установки уровнемера в составе автоматизированного гидрологического комплекса¹ на гидрологическом посту приведена на рисунке 3.1.

Датчик радарного уровнемера должен быть прикреплен к конструкциям гидротехнического сооружения или моста, а защитный корпус – на специальной мачте (рисунок 3.3.) или в павильоне АГК (рисунок 3.2).

Высота установки уровнемера должна быть выше максимального многолетнего уровня воды 1% обеспеченности на 0,5 м.

1 – солнечная панель на мачте; 2 – мост ил другое гидротехническое сооружение; 3 – защитный корпус АГК; 4 – радарный уровнемер в защитном кожухе; 5 – специальный контейнер для аккумуляторных батарей; 6 – фундамент мачты; 7 – заземление

Рисунок 3.1. – Типовая схема установки защитного корпуса АГК на мачте с использованием уровнемера радарного типа

1 – павильон АГК; 2 – опорная сварная рама; 3 – металлическая свая; 4 – песчано-гравийная смесь; 5 – обратная засыпка грунтом; 6 – песок строительный; 7 – защитная труба

Рисунок 3.2. Схема установки павильона АГК на береговом участке гидрологического поста
При установке уровнемера радарного типа необходимо крепить его внутри защитного кожуха, в котором также должен быть размещен кабель связи (частично), чтобы обеспечить извлечение уровнемера для профилактических работ и проведения периодической поверки. Защитный кожух предохраняет уровнемер от атмосферных осадков, а также несанкционированного доступа и вандализма.

1 – солнечные батареи; 2 – защитный корпус АГК; 3 – ограждение монтажной площадки; 4 – монтажная площадка; 5 – мачта железобетонная (металлическая); 6 – обратная засыпка грунтом; 7 – башмак металлический; 8 – песчано-гравийная смесь; 9 – защитная труба

Рисунок 3.3. Схема установки защитного корпуса АГК на специальной мачте
Для более надежной защиты уровнемера от взлома и несанкционированного доступа рекомендуется размещение его внутри отрезка металлической трубы (рисунок 3.4.).

В этом случае верхняя часть этого отрезка, с установленным уровнемером закрывается крышкой, которая крепиться к трубе и снабжена замком (навесным).

Для крепления уровнемера к конструкциям гидротехнического сооружения или моста отрезок металлической трубы с уровнемером применяют полосы из стали, которые привариваются к трубе отверстиями для крепления и с загибами. При извлечении уровнемера из трубы открывают замок, поднимают крышку и частично отвинчивают болты.

1 – отрезок стальной трубы; 2 – стальные полосы для крепежа; 3 – уровнемер; 4 – болты, фиксирующие положение уровнемера внутри отрезка трубы; 5 – настил моста; 6 – замок на крышке

Рисунок 3.4. Схема защитного кожуха радарного уровнемера