产品信息
R雷达
在液体和固料中的物位测量
VEGAPULS C 11
VEGAPULS C 21
VEGAPULS C 22
VEGAPULS C 23
VEGAPULS 11
VEGAPULS 21
VEGAPULS 31
Document ID: 58365
2
目录
R雷达
58365-ZH-200309
目录
1 测量原理 ............................................................................................................................................................................................................................................ 3
2 型号概览 ............................................................................................................................................................................................................................................ 4
3 选择仪表 ............................................................................................................................................................................................................................................ 6
4 安装 ................................................................................................................................................................................................................................................... 7
5 电子部件 - 两线制 4 … 20 mA .......................................................................................................................................................................................................... 8
6 电子部件 - 两线制 4 … 20 mA/HART............................................................................................................................................................................................... 9
7 电子部件 - SDI-12 ...........................................................................................................................................................................................................................10
8 电子部件 - Modbus ........................................................................................................................................................................................................................11
9 操作 .................................................................................................................................................................................................................................................12
10 尺寸 .................................................................................................................................................................................................................................................13
请遵守针对防爆应用的安全提示
用于防爆场合时，请遵守专门针对防爆的安全提示，您可以在 www.vega.com 下以及在每一台仪表随附的资料中找到它。在有爆炸危险的区域里，必须遵守针
对传感器和供电设备的相应规定、一致性证明和型式检验证书。只允许将传感器接入真正安全的电流回路中运行。许可的电气值参见证明。
3
测量原理
R雷达
58365-ZH-200309
1 测量原理
测量原理
本仪表通过其天线发出一个连续的雷达信号。该发射的信号被介质反射，并被天线
作为回波接收。
在发射的和接收的信号之间存在的频率差与距离成正比，并与充填高度相关。如此
算出的充填高度被转变成一个对应的输出信号，并作为测量值被发送。
80 GHz 技术
通过所运用的 80 GHz 技术可获得雷达光束的独特聚焦能力以及雷达传感器的大动
态范围。雷达传感器的动态范围越大，其应用范围就越广，由此其测量可靠性也就
越高。
优点
无接触式雷达技术具有测量精度特别高的特点。测量既不受有波动的产品性能，也
不受过程条件如温度、压力或起尘严重的影响。调整方便，无需给容器装料或将容
器排空，由此可节省时间。
输入变量
测量值是传感器的天线边缘与介质表面之间的距离。天线边缘也是测量的基准面。
2
1
插图. 1: 有关输入值的信息
1 基准面
2 测量值，最大量程
4
型号概览
R雷达
58365-ZH-200309
2 型号概览
VEGAPULS C 11 VEGAPULS C 21 VEGAPULS C 22
应用 水处理，泵站，雨水溢流池，水位监测 水处理，泵站，雨水溢流池，在明渠中测量
流量，水位监测
水处理，泵站，雨水溢流池，在明渠中测量
流量，水位监测
最大测量范围 8 m (26.25 ft) 15 m (49.21 ft) 15 m (49.21 ft)
天线/材料 集成的天线系统/PVDF 封装 集成的天线系统/PVDF 封装 集成的天线系统/PVDF 封装
射束孔径角 8° 8° 8°
过程接头/材料 G1½, 1½ NPT, R1½/PVDF G1½, 1½ NPT, R1½ G1½, 1½ NPT, R1½
龙门框接口 G1, 1 NPT, R1 G1, 1 NPT, R1 G1½, 1½ NPT, R1½
过程温度 -40 … +60 ℃
-40 … +140 ℉)
-40 … +80 ℃
(-40 … +176 ℉)
-40 … +80 ℃
(-40 … +176 ℉)
过程压力 -1 … +3 bar/-100 … +300 kPa
(-14.5 … +43.51 psi)
-1 … +3 bar/-100 … +300 kPa
(-14.5 … +43.51 psi)
-1 … +3 bar/-100 … +300 kPa
(-14.5 … +43.51 psi)
测量偏差 ≤ 5 mm ≤ 2 mm ≤ 2 mm
频率范围 W 带 W 带 W 带
信号输出口
•
两线制 4 … 20 mA
•
两线制 4 … 20 mA/HART
•
SDI-12
•
Modbus
•
两线制 4 … 20 mA/HART
•
SDI-12
•
Modbus
通信接口 Bluetooth Bluetooth Bluetooth
显示/调整 -/借助智能手机或平板电脑上的 App 以及
蓝牙功能
-/借助智能手机或平板电脑上的 App 以及
蓝牙功能
-/借助智能手机或平板电脑上的 App 以及
蓝牙功能
许可证
1)
-
•
c-UL-us, EAC, RCM
•
ATEX/IEC
•
EAC/SEPRO
•
NEPSI/CCOE/TIIS/KOSHA
•
INMETRO/IA
•
c-UL-us, EAC, RCM
•
ATEX/IEC
•
EAC/SEPRO
•
NEPSI/CCOE/TIIS/KOSHA
•
INMETRO/IA
1)
有或已申请
5
型号概览
R雷达
58365-ZH-200309
VEGAPULS C 23 VEGAPULS 11 VEGAPULS 21 VEGAPULS 31
水处理，泵站，雨水溢流池，在明渠中测
量流量，水位监测
水处理，各种工业领域内的储罐，塑料罐
(透过罐壁进行测量)
水处理，各种工业领域内的储罐，塑料罐
(透过罐壁进行测量)
水处理，各种工业领域内的储罐，塑料罐
(透过罐壁进行测量)
30 m (98.43 ft) 8 m (26.25 ft) 15 m (49.21 ft) 15 m (49.21 ft)
集成的天线系统/PVDF 封装 集成的天线系统/PVDF 封装 集成的天线系统/PVDF 封装 集成的天线系统/PVDF 封装
4° 8° 8° 8°
- G1½, 1½ NPT, R1½ G1½, 1½ NPT, R1½ G1½, 1½ NPT, R1½
G1, 1 NPT, R1 G1½, 1½ NPT, R1½ G1½, 1½ NPT, R1½ G1½, 1½ NPT, R1½
-40 … +80 ℃
(-40 … +176 ℉)
-40 … +60 ℃
-40 … +140 ℉)
-40 … +80 ℃
(-40 … +176 ℉)
-40 … +80 ℃
(-40 … +176 ℉)
-1 … +3 bar/-100 … +300 kPa
(-14.5 … +43.51 psi)
-1 … +3 bar/-100 … +300 kPa
(-14.5 … +43.51 psi)
-1 … +3 bar/-100 … +300 kPa
(-14.5 … +43.51 psi)
-1 … +3 bar/-100 … +300 kPa
(-14.5 … +43.51 psi)
≤ 2 mm ≤ 5 mm ≤ 2 mm ≤ 2 mm
W 带 W 带 W 带 W 带
•
两线制 4 … 20 mA/HART
•
SDI-12
•
Modbus
•
两线制 4 … 20 mA
•
两线制 4 … 20 mA/HART
•
两线制 4 … 20 mA/HART
Bluetooth Bluetooth Bluetooth Bluetooth
-/借助智能手机或平板电脑上的 App 以
及蓝牙功能
-/借助智能手机或平板电脑上的 App 以
及蓝牙功能
-/借助智能手机或平板电脑上的 App 以
及蓝牙功能
内置的显示和调整单元/借助蓝牙功能并通
过智能手机或平板电脑上的 App
•
c-UL-us, EAC, RCM
•
ATEX/IEC
•
EAC/SEPRO
•
NEPSI/CCOE/TIIS/KOSHA
•
INMETRO/IA
-
•
c-UL-us, EAC, RCM
•
ATEX/IEC
•
EAC/SEPRO
•
NEPSI/CCOE/TIIS/KOSHA
•
INMETRO/IA
•
c-UL-us, EAC, RCM
•
ATEX/IEC
•
EAC/SEPRO
•
NEPSI/CCOE/TIIS/KOSHA
•
INMETRO/IA
6
选择仪表
R雷达
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3 选择仪表
应用领域
此处描述的 VEGAPULS 10、20、30 系列的雷达传感器用于液体和固体的非接触
式液位测量。它们既可以用于简单液体也可以用于腐蚀性液体。即便在起尘和噪音
发射严重的情况下，也无论出现粘附还是结露现象，传感器都能绝对安全地测量轻
质和重型材料。
仪表概貌
VEGAPULS C 11
VEGAPULS C 11 是一种在对防护等级有高要求的简单应用领域内进行非接触式物
位测量的理想的传感器，它尤其适用于在水处理领域、在泵站和雨水溢流池中的应
用场合，也适用于监测水位。
VEGAPULS C 21, C 22, C 23
VEGAPULS C 21, C 22, C 23 是在对防护等级有高要求的简单应用领域内进行非接
触式物位测量的理想的传感器，它尤其适用于在水处理领域、在泵站和雨水溢流池
中的应用场合，也适用于在明渠中测量流量以及监测水位。
VEGAPULS 11, 21, 31
VEGAPULS 11, 21, 31 是在简单应用领域内进行非接触式物位测量的理想的传感
器，它尤其适用于在水处理领域、在各种工业领域用的酸、碱和助剂的仓储容器中
进行测量，也适用于从外部透过容器壁测量塑料罐内的物位。
结构和壳体保护等级
VEGAPULS 10, 20 和 30 系列的雷达传感器有不用的构造、壳体防护等级和连接技
术供选择。以下诸图展示的是一些典型的例子。
3
4
5
1
2
插图. 2: VEGAPULS C 11 带有防护等级达 IP66/IP68 (3 bar) 的直接电缆出口
1 雷达天线
2 过程接头
3 电子部件壳体
4 安装螺纹
5 连接电缆
4
1
2
3
插图. 3: VEGAPULS C 22 带有直接的电缆出口，防护等级达 IP66/IP68 (3 bar)，供安装在天花
板上
1 雷达天线
2 过程接头
3 电子部件壳体
4 电缆出口
3
4
1
2
插图. 4: VEGAPULS C 23 带有防护等级达 IP66/IP68 (3 bar) 的直接电缆出口
1 雷达天线
2 电子部件壳体
3 安装螺纹
4 连接电缆
4
6
5
1
2
3
插图. 5: VEGAPULS 31 的防护等级达 IP66/IP67
1 雷达天线
2 过程接头
3 过程密封件
4 电子部件壳体
5 显示和调整单元
6 通风/压力补偿
7
安装
R雷达
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4 安装
安装位置
请将传感器安装在一个离开容器壁至少 200 mm (7.874 in) 的位置。如果要将传感
器安装在带有碟形或圆形盖板的容器中央，则可以产生数倍的回波，不过，可以通
过做出相应的调整来抑制它们。
> 200 mm
(7.87
")
插图. 6: 将雷达传感器安装在圆形容器盖上
对于带有锥形底部的容器，最好是将传感器安装在容器中央，因为这样可以测到底
部。
插图. 7: 将雷达传感器安装到带有锥形底部的容器上
水位测量时的安装举例
以下诸图显示安装示例和测量布局可能性。
河流水位
插图. 8: 河流水位测量，将传感器安装在桥墩上
深井水位
插图. 9: 测量深井水位，将传感器安装在井盖上
流量测量时的安装举例
以下诸图显示安装示例和测量布局可能性。
矩形水槽
3 ... 4 h
max
90°
2
3
1
h
max
≥ 2 x h
max
90°
42 3
≥ 250 mm
(
9.84")
≥ 250 mm
(
9.84")
插图. 10: 带矩形水槽的流量测量：h
max.
= 矩形水槽的最大注水高度
1 水槽挡板 (侧视图)
2 上层带水
3 下层带水
4 水槽挡板 (从下层带方向的视图)
卡发基-文丘里水沟
2
3 ... 4 x h
max
90°
h
max
B
1
≥ 250 mm
(
9.84")
插图. 11: 用卡发基-文丘里水沟来测量流量：h
max.
=水沟的最大灌装量；B =水沟的最大收缩率
1 传感器位置
2 Venturi 水槽
8
电子部件 - 两线制 4 … 20 mA
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5 电子部件 - 两线制 4 … 20 mA
供电
请根据 IEC 61010-1 标准，通过一个能源受限的电路给仪表供电 (最大功率为
100 W) 。
供电装置的数据：
•
工作电压
– 12 … 35 V DC
•
许可的剩余波纹度
– 用于 U
N
12 V DC (12 V < U
B
< 18 V): ≤ 0.7 V
有效
(16 … 400 Hz)
– 用于 U
N
24 V DC (18 V < U
B
< 35 V): ≤ 1.0 V
有效
(16 … 400 Hz)
请兼顾到对工作电压的以下附加影响：
•
在额定载荷下 (如当出现干扰消息时传感器电流为 20.5 mA 或 22 mA 时) 供电
装置的输出电压更低
•
在电流回路中其它仪表的影响 (参见各仪表使用说明书中 "技术参数" 一章中的
负载值)
连接电缆
将仪表与市售的两芯线电缆相连。
连接
直接的电缆出口
1
2
插图. 12: 固定连接的连接电缆的芯线分布
芯线颜色 功能 极性
1 褐色 供电，信号输出 +
2 蓝色 供电，信号输出 -
连接壳体
(+)1 2(-)
1
插图. 13: VEGAPULS 接线腔
1 供电，信号输出
9
电子部件 - 两线制 4 … 20 mA/HART
R雷达
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6 电子部件 - 两线制 4 … 20 mA/HART
供电
请根据 IEC 61010-1 标准，通过一个能源受限的电路给仪表供电 (最大功率为
100 W) 。
供电装置的数据：
•
工作电压
– 12 … 35 V DC
•
许可的剩余波纹度
– 用于 U
N
12 V DC (12 V < U
B
< 18 V): ≤ 0.7 V
有效
(16 … 400 Hz)
– 用于 U
N
24 V DC (18 V < U
B
< 35 V): ≤ 1.0 V
有效
(16 … 400 Hz)
请兼顾到对工作电压的以下附加影响：
•
在额定载荷下 (如当出现干扰消息时传感器电流为 20.5 mA 或 22 mA 时) 供电
装置的输出电压更低
•
在电流回路中其它仪表的影响 (参见各仪表使用说明书中 "技术参数" 一章中的
负载值)
连接电缆
本仪表与市场上常见的两芯线式电缆相连。如果预计会出现电磁杂散，其值超过适
用于工业领域的 EN 61326-1 标准的检验值，则应使用经屏蔽的电缆。
一般来说，在 HART 多支路运行中需要使用经屏蔽的电缆。
连接
直接的电缆出口
1
2
3
插图. 14: 固定连接的连接电缆的芯线分布
芯线颜色 功能 极性
1 褐色 供电，信号输出 +
2 蓝色 供电，信号输出 -
3 屏蔽
连接壳体
2
(+)1 2(-)
1
插图. 15: VEGAPULS 接线腔
1 供电，信号输出
2 用于显示和调整单元的插接器
10
电子部件 - SDI-12
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7 电子部件 - SDI-12
供电
通过一台 SDI-12 数据采集器给仪表供电。
请根据 IEC 61010-1 标准，通过一个能源受限的电路给仪表供电 (最大功率为
100 W) 。
供电装置的数据：
•
工作电压
– 9 … 32 V DC
•
传感器最大数量
– 32
连接电缆
本仪表与市场上常见的不带屏蔽的三芯线电缆相连。如果预计会出现电磁杂散，其
值超过适用于工业领域的 EN 61326-1 标准的检验值，则应使用经屏蔽的电缆。
连接
直接的电缆出口
1
2
3
4
插图. 16: 固定连接的连接电缆的芯线分布
芯线颜色 功能 极性
1 褐色 供电 +
2 蓝色 供电 -
3 白色 SDI Data +
4 屏蔽
11
电子部件 - Modbus
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8 电子部件 - Modbus
供电
工作电压和数字总线信号通过单独的双芯线连接电缆传送。
请根据 IEC 61010-1 标准，通过一个能源受限的电路给仪表供电 (最大功率为
100 W) 。
供电装置的数据：
•
工作电压
– 8 … 30 V DC
•
传感器最大数量
– 32
连接电缆
本仪表与市场上常见的、适用于 RS 485 的两芯线绞合电缆相连。如果预计会出现
电磁杂散，其值超过适用于工业领域的 EN 61326-1 标准的检验值，则应使用经屏
蔽的电缆。
请注意，应按照现场总线规格来完成全部安装工作，尤其是应注意通过相应的终止
电阻来终结总线。
连接
直接的电缆出口
1
2
3
4
5
插图. 17: 固定连接的连接电缆的芯线分布
芯线颜色 功能 极性
1 褐色 供电 +
2 蓝色 供电 -
3 白色 Modbus 信号 D- +
4 黑色 Modbus 信号 D+ -
5 屏蔽
12
操作
R雷达
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9 操作
9.1 无线操作
可以通过标准操作工具来无线操作带有内置蓝牙模块的仪表：
•
智能手机/平板设备 (iOS 或安卓操作系统)
•
PC/笔记本电脑 (Windows 操作系统)
1
3
2
插图. 18: 与带有内置蓝牙 LE 的标准操作仪表实现无线连接
1 传感器
2 智能手机/平板电脑
3 电脑/笔记本电脑
9.2 通过信号线路进行操作
对于带有信号输出 4 … 20 mA/HART 的仪表，也可以通过信号线路来操作。通过
一个接口适配器及一台电脑/笔记本电脑并借助 DTM/PACTware 来进行。
1
2 4
3
5
OPEN
TWIST
USB
LOCK
插图. 19: 将电脑与信号线路相连接
1 传感器
2 HART 电阻 250 Ω (视分析数据可选)
3 带有 2 mm 插销和端子的连接电缆
4 供电
5 接口适配器 VEGACONNECT
9.3 现场操作
内置的显示和调整单元用于在 VEGAPULS 31 上进行现场操作。
1
2
插图. 20: 内置显示和调整单元
1 液晶显示器
2 操作钮
13
尺寸
R雷达
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10 尺寸
VEGAPULS C 11, C 21
ø 68 mm
(2.68")
ø 76 mm
(2.99")
G1½
G1; 1NPT
R1
1½ - 14 NPT
R 1½
23 mm
(0.92")
29 mm
(1.14")
109 mm
(4.28")
1 2 3
插图. 21: 尺寸 VEGAPULS C 11, C 21
1 螺纹 G1½
2 螺纹 1½ NPT
3 螺纹 R1½
VEGAPULS C 22
23 mm
(0.91")
57 mm
(2.24")
G1½
ø 58 mm
(2.28")
64 mm
(2.52")
1½ - 14 NPT R 1½
79 mm
(3.11")
1 2 3
插图. 22: 尺寸 VEGAPULS C 22
1 螺纹 G1½
2 螺纹 1½ NPT
3 螺纹 R1½
VEGAPULS C 23
31 mm
(1.23")
130 mm
(5.13")
ø 76 mm
(2.99")
G1;
1 NPT; R1
插图. 23: 尺寸 VEGAPULS C 23
1 螺纹 G1½
2 螺纹 1½ NPT
3 螺纹 R1½
VEGAPULS 11, 21, 31
50 mm
(1.97")
122 mm
(4.80")
25 mm
(0.98")
G1½
SW 50
ø 58 mm
(2.28")
ø 77,5 mm
(3.05")
1½ - 14 NPT R 1½
156 mm
(6.14")
1 2 3
插图. 24: 尺寸 VEGAPULS 11, 21, 31
1 螺纹 G1½
2 螺纹 1½ NPT
3 螺纹 R1½
安装到天花板上时用的龙门框
1 2
86 mm
(3.39")
65 mm
(2.56")
ø 31,4 mm
(1.24")
10 mm
(0.39")
49 mm
(1.93")
14,5 mm
(0.57")
ø 8 mm
(0.31")
66,7 mm
(2.63")
81,3 mm
(3.2")
40 mm
(1.57")
16,1 mm
(0.63")
8 mm
(0.31")
2 mm
(0.08")
36,1 mm
(1.42")
插图. 25: 安装到天花板上时用的龙门框
1 1"传感器支架
2 1½"传感器支架
安装到墙壁上时用的龙门框 - 悬臂 200 mm
235,5 mm
(9.27")
10 mm
(0.39")
ø 34,1 mm
(1.34")
ø 49 mm
(1.93")
118 mm
(4.65")
65 mm
(2.56")
ø 8 mm
(0.31")
14,5 mm
(0.57")
8 mm
(0.31")
63 mm
(2.48")
2 mm
(0.08")
23 mm
(0.91")
9,5 mm
(0.37")
1 2
SW 5
插图. 26: 安装到墙壁上时用的龙门框 - 悬臂 200 mm
1 1"传感器支架
2 1½"传感器支架
列出的图纸只显示了可能的版本和安装可能性中的一个片段，其它图纸参
见www.vega.com/下载和"图纸"部分。
14
Notes
R雷达
58365-ZH-200309
15
Notes
R雷达
58365-ZH-200309
VEGA Grieshaber KG
Am Hohenstein 113
77761 Schiltach
Germany 德国
58365-ZH-200309
关于传感器和分析处理系统的供货范围，应用和工作条件等说明，请务必关注 本操作说明书的印刷时限。
保留技术数据修改和解释权
© VEGA Grieshaber KG, Schiltach/Germany 2020
Phone +49 7836 50-0
Fax +49 7836 50-201
E-mail: [email protected]
www.vega.com
-
1
-
2
-
3
-
4
-
5
-
6
-
7
-
8
-
9
-
10
-
11
-
12
-
13
-
14
-
15
-
16
