雷达液位计(AHL-RD)_安徽鸿轮自动化科技有限公司

80-120GHz的调频连续波(FMCW)雷达产品，支持四线制和两线制应用。多个型号，产品***大量程可以达到120m, 盲区可以做到10 cm。由于它工作频率更高，波长更短，所以尤其适合固体应用，通过透镜发射接收电磁波的工作方式，在高粉尘，恶劣温度环境下（+200℃）具有独特的优势。仪表提供法兰或者螺纹的固定方式，使得安装便捷简易。

此系列的主要优势如下：

n 基于自研的CMOS毫米波射频芯片，实现更紧凑的射频架构，更高的信噪比，更小的盲区。

n 5GHz工作带宽，使产品拥有更高的测量分辨率与测量精度。

n ***窄3°天线波束角，安装环境中的干扰对仪表的影响更小，安装更为便捷。

n 波长更短，在固体表面具有更好的反射特性，因而不需要特别的使用万向法兰来进行瞄准。

n 支持手机蓝牙调试，方便现场人员维护工作（后续版本会支持★）1. 结构图

管螺纹过程连接常温结构尺寸示意图

万向法兰万向高温结构尺寸示意图

防腐法兰高温高压结构尺寸示意图

2. 安装

安装需要注意的两点：（1）对准目标料位，尽量保证垂直入射料位；（2）避免虚假回波。典型工况参见以下几点。

保证波束范围内没有干扰物，如人梯，台阶。

仪器安装位置示意图

仪表安装应保证天线波束避开进料口，如图所示。

天线波束避开进料口

仪器安装至少离容器壁20cm，否则很可能产生错误读数。

安装至少离容器壁20cm

锥型容器尽量保证波束直射罐底，否则在罐底的测量结果可能不准确

锥形罐尽量保证波束直射罐底

3. 安装|INSTALL

5.1 单腔外壳24VDC供电四线制产品接线图

四线制应用中，除24v供电端子外，4-20ma模拟量输出是单独的两个端子。同时四线制也提供485输出端子。

5.2 单腔外壳24VDC供电两线制产品接线图

两线制产品示意图

4. 仪表操作|OPERATION

产品显示模块由4个按键和128×64 点阵显示屏显示。

显示系统有4种显示界面模式：

【运行测量界面 Run Mode】：显示系统运行状态和当前测量数据

【回波曲线界面Echo Mode】：显示系统当前测量的回波情况

【历史曲线界面 Memo Mode】：显示系统运行记录的历史测量数据

【设置参数界面 Setup Mode】：设置系统运行的各类数据参数

【输入数据界面 Input Mode】：输入参数的数值，数字或字符

在不同的显示模式下的4个按键的功能也不同

6.1. 运行测量界面说明

表6–1运行测量界面时按键功能说明

标注	功能	键盘
①	-切换进入设置参数界面	OK
②	-NULL
③	-NULL
④	-切换进入回波曲线界面	BK

n 运行测量界面，显示如下。

运行测量界面示意图

6.2. 回波曲线界面说明

标注	功能	键盘
①	-切换进入运行测量界面	OK
②	-NULL
③	-显示/隐藏阈值曲线
④	-分段显示回波曲线	BK

在运行测量界面下，按【BK】键进入回波曲线界面

在回波曲线界面，按[BK]键可以实现回波曲线界面到运行测量界面的切换。

回波界面中，特别地：

198db数字表示量程内***大的回波强度，良好的金属反射板，回波强度应该在220dB左右，回波强度如果小于70dB，表明回波信号较弱，需要技术人员进行相应的排查。

6.3. 设置参数界面说明

设置参数界面时按键的功能说明

标注	功能	键盘
①	-切换进入运行测量界面	BK
②	-向上移动选择条目
③	-向下移动选择条目
④	-进入所选条目子界面	OK

由运行测量界面，按【OK】切换进入设置参数界面，如下图显示：

6.4.1 【基本设置】

【基本设置】菜单项可以实现多种功能，如下表所示。通过这些参数设置，可以实现物位计的快速启动。选中【基本设置】，按【OK】进入选项界面，选项列表如下表所示：

基本设置菜单选项

默认位置	菜单项
•	高低位设定
	量程设定
	盲区设定
	阻尼时间
	介质类型
	容器类型

6.4.2 【高级设置】

选中【高级设置】，按【OK】进入选项界面，选项列表如下表所示：

高级设置菜单选项

默认位置	菜单项
•	虚假回波学习
	距离偏移
	总线地址
	输出位置
	电流仿真
	电流函数

6.4.3 【服务】

选中【服务】，按【OK】进入选项界面，选项列表如下表所示：

服务置菜单选项

默认位置	菜单项
•	回波速率
	窗口设置
	回波比例
	回波锁定
	一级滤波
	二级滤波
	响应速率
	阈值设定

6.4.4 【显示】

选中【显示】，按【OK】进入选项界面，选项列表如下表所示：

显示菜单选项

默认位置	菜单项
	测量模式
	距离单位
	语言
	LCD对比度

6.4 菜单选项操作说明

6.4.1 基本设置菜单操作

6.4.1.1 【高低位调整】

按【】进入基本菜单选项【高低位调整】

【高低位设定】涉及量程设置有关它，与【高位调整】一起映射测量值与电流输出（4-20mA）的对应关系。【基础设置】菜单中选【高低位调整】，按【OK】按键，进入【高低位调整】，按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。

• 【高低位设定】高位对应满料位置，低位对应空仓位置，如下图所示。

低位调整编辑界面与定义

6.4.1.2 【量程设定】

按【】进入基础设置菜单选项【量程设定】

为了测量得到正确的结果，需设置仪表的量程范围。选中【基本设置】菜单，进入【量程设定】选项，如需修改数值，按【OK】键编辑操作完成。按【BK】退出。

参数名称	量程
参数范围（m）	1~85	1~35	1~120
默认值（m）	85	35	120
关联配置	（1）盲区，如果设置的量程值小于（盲区+0.5），则量程自动设置为（盲区+0.5）（2） 4mA对应位置，当电流输出函数为距离时，4mA对应位置和量程对应，且同时修改；设置量关系: 盲区+0.5 <= 量程
选项意义	大于量程的回波区域不选择
特别事项	无

6.4.1.3 【盲区设定】

进入【基本设置】菜单，选中【盲区设定】，按【OK】按键，进入选项编辑盲区范围，显示如下。如需修改数值，按照键盘菜单编辑操作完成。

盲区设定编辑界面

盲区说明

	85m（固体）	35m（液体）	120nm（固体）
参数名称	盲区
参数范围（m）	0~（量程-0.5）	0~（量程-0.5）	0~（量程-0.5）
默认值（m）	0	0	0
关联配置	（1）如果盲区设置的值大于（量程-0.5），则盲区自动设置为（量程-0.5）
选项意义	小于盲区的回波区域不选择
特别事项	无

6.4.1.4 【阻尼时间】

为了提高测量输出值的稳定性，可以设定更大的【阻尼时间】来实现测量值稳定，增加抗干扰能力。例如，阻尼时间为2秒，被测物体位置在t时刻发生阶跃变化，测量输出值在10秒后时跟随到被测物体实际位置，进入【基本设置】菜单，选中【阻尼时间】，按[OK]，显示如下图所示下：

阻尼时间编辑界面

阻尼时间说明

参数名称	阻尼时间
参数范围（S）	0~100
默认值（S）	5
关联配置	无
选项意义	阻尼输出，提升信号稳定性
特别事项	无

6.4.1.5 【介质类型】

进入【基本设置】菜单，选中【介质类型】，按【OK】按键，进入容器类型选择菜单

固体

液体

6.4.1.6 【容器类型】

进入【基本设置】菜单，选中【容器类型】，按【OK】按键，进入容器类型选择菜单。

容器类型说明

参数名称	容器类型
大仓	该参数追求测量输出稳定
小仓	适应绝大多数工况
快速	合适需要快速测量的工况
测试	0延迟适合内场测试

6.4.2 高级设置菜单操作

6.4.2.1 【虚假回波学习】

· 按【OK】键进入基本设置菜单栏再按【】进入【高级设置】菜单

按【OK】键进入【虚假回波学习】设置，【虚假回波学习】可以学习到包含已知障碍物容器中的虚假回波，并形成背景噪声的筛除曲线（阈值曲线），学习虚假回波之前需要设置好【阈值模式】和【阈值区域】。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.2.2 【距离偏移】

· 按【】键进入【距离偏移】

设定【距离偏移】修正理想测量值和实际测量值的偏差。出厂前已经设置完成，按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.2.3 【总线地址】

· 按【】键进入【总线地址】

本功能只适用于RS485MODBUS通讯，当两个或两个以上的仪表使用HART通讯接口连接到上位机时，需要用此功能将仪表设置为多点工作模式。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.2.4 【输出模式】

· 按【】键进入【输出模式】

根据客户的要求选择【电流输出模式】的方向，按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。

6.4.2.5 【电流仿真】

· 按【】键进入【电流仿真】

设定【电流仿真】来校准电流输出的误差值，出厂前已校准，按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.2.6 【电流函数】

· 按【】键进入【电流函数】

设定【电流函数】，可以设置仪表遇到丢波故障时，实际输出电流的值。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.3 服务菜单操作

6.4.3.1 【回波速率】

按【】键进入【回波速率】

【回波速率】用于调整波形变化速度的快慢，数值越大波形变化越慢越稳定，反之数值越小波形变化速度越快。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.3.2 【窗口设置】

· 按【】键进入【窗口设置】

【窗口设置】用于对波形锁定后前后范围搜索。当前回波锁定以后会在设定的这个范围值内前后搜索***强回波，如果当前回波丢失，或者上料下料过快回波没有跟踪上，它会在全程搜索一个***强回波并且确认当前回波。如之前丢失的回波在恢复，也不会确认之前的丢失的回波了。时间的话是箭头跟踪的速度。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.3.3 【回波比例】

按【】进入服务设置菜单选项【回波比例】

窗口以为回波大于窗口内回波的百分比

选中【服务】菜单，进入【回波比例】选项，如需修改数值，按【OK】键编辑操作完成。按【BK】退出

6.4.3.4 【回波锁定】

按【】键进入【回波锁定】

【回波锁定】选择锁定的话是在这个窗口范围内寻找信号（这里窗口范围指的是前面窗口设置的的参数）。解锁的话就是在全程寻找信号。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下

6.4.3.5 【一级滤波】

按【】键进入【一级滤波】

【一级滤波】在小量程测量环境中可根据波形选择开启或关闭。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.3.6 【二级滤波】

· 按【】键进入【二级滤波】

【二级滤波】是界面滤波在大量程测量环境中可根据波形选择开启或关闭，要求盲区太小的话不要使用。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.3.7 【响应速率】

按【】键进入【响应速率】

【响应速率】用于调整仪表对实际料位增加的响应速率，速率和时间设置变更时，响应速率自动发生变更。一般固体速率设置稍大，液体稍小。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.3.8 【阈值设置】

按【】键进入【阈值设置】

【阈值设置】设置有效回波的阈值大小，阈值设定越大，要求现场有效回波幅度越强，有利于剔除小信号杂波的干扰。按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.4 显示菜单操作

6.4.4.1 【显示模式】

· 按【】键进入【显示模式】

设定【显示模式】可以显示物位空高比例三种模式，按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.4.2 【测量单位】

· 按【】键进入【测量单位】

根据需求来更改单位默认单位为m按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.4.3 【语言】

· 按【】键进入【语言】可选择中文，英文，韩文，按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

6.4.4.4 【LCD对比度】

· 按【】键进入【LCD】

设定【LCD】可以调节显示屏亮度，选中【LCD】，按【OK】键编辑操作完成，按【BK】退出。显示如下：

7 附录：术语表

波束角：以比***大值低3dB作为界限的波束宽度。***小波束角3°，如图所示。

距离分辨率（Range Resolution）：距离分辨率是指雷达分辨两个靠得很近物体的能力。如果两个物体的间隔小于物位雷达的距离分辨率，那么雷达只能测得一个距离值，此距离值不等于其中任何一个物体的距离值，而是两个物体距离值的综合。调频带宽B=5.1GHz，***小距离分辨率=C/2B≈3cm。

测量精度（Accuracy）：如果只有一个物体且这个物体移动了很小的距离，物位雷达是否能识别距离变化。分辨出单个物体移动距离的指标叫做精度。的中频信号进行自有算法分析，测量精度为0.1mm。

环境温度：接触设备外壳的周围空气的温度。

盲区：指仪表的近端的测量极限，盲区内仪表无法测量

dB(分贝): 表示信号幅值的单位。

介电常数（DK）：在电磁场感应下，电介质储存电能的能力。常称为相对介电常数。介电常数的增长直接与回波幅值的增长成比例。相对真空/干燥空气介电常数是 1。

回波：雷达接受到的反射的信号。

发射锥体：天线波束角度的延伸。

虚假回波：任何不是所需目标产生的回波。一般来说，虚假回波由容器的障碍物产生。

多重回波：在目标回波距离出现的多次反射回波，可能为2次，3次。

极化：发射的电磁波属性，描述随时间改变的电场矢量的方向和幅值。

量程：（1）指仪表的***远测量极限（2）特殊的，指人为设定的***远距离，该距离以外，仪表处理数据的时候不考虑。

重复性：在相同测试环境下，多次测量同一个反射目标，测量结果的偏差程度。

光速：符号C，电磁波速度（包括电磁波和在自由空间的光。）光速为 299,792,458 米每秒。