Vega VEGAPULS WL 61 取扱説明書

操作说明书

雷达传感器，用于连续测量水和废水的水位

VEGAPULS WL 61

两线制 4 … 20 mA/HART

Document ID: 38061

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VEGAPULS WL 61 • 两线制 4 … 20 mA/HART

38061-ZH-190411

1 关于本文献资料 ............................................................................................................................................4

1.1 功能 .............................................................................................................................................................................4

1.2 对象 .............................................................................................................................................................................4

1.3 使用的标记 .................................................................................................................................................................4

2 为了您的安全

...............................................................................................................................................5

2.1 获得授权的人员 .........................................................................................................................................................5

2.2 合规使用 .....................................................................................................................................................................5

2.3 谨防错误使用 .............................................................................................................................................................5

2.4 一般安全提示 .............................................................................................................................................................5

2.5 欧盟一致性 .................................................................................................................................................................5

2.6 NAMUR 推荐 ............................................................................................................................................................5

2.7 适用于欧洲的无线电技术许可证............................................................................................................................6

2.8 蓝牙操作的安全方案 ................................................................................................................................................6

2.9 环保说明 .....................................................................................................................................................................6

3 产品说明

......................................................................................................................................................7

3.1 结构 .............................................................................................................................................................................7

3.2 作业方式 .....................................................................................................................................................................8

3.3 操作 .............................................................................................................................................................................9

3.4 包装、运输和仓储 ..................................................................................................................................................10

3.5 附件与备件 ...............................................................................................................................................................11

4 安装

...........................................................................................................................................................12

4.1 一般提示 ...................................................................................................................................................................12

4.2 安装方式 ...................................................................................................................................................................12

4.3 为龙门框做好安装准备 ..........................................................................................................................................15

4.4 安装提示 ...................................................................................................................................................................16

5 与供电装置相连接

......................................................................................................................................22

5.1 准备接线 ...................................................................................................................................................................22

5.2 接线图 .......................................................................................................................................................................22

5.3 启动阶段 ...................................................................................................................................................................22

6 利用智能手机/平板设备进行调试(蓝牙) .....................................................................................................23

6.1 准备工作 ...................................................................................................................................................................23

6.2 建立连接 ...................................................................................................................................................................23

6.3 给传感器设置参数 ..................................................................................................................................................24

7 用电脑/笔记本电脑来进行调试(蓝牙).........................................................................................................25

7.1 准备工作 ...................................................................................................................................................................25

7.2 建立连接 ...................................................................................................................................................................25

7.3 参数设定 ...................................................................................................................................................................26

8 用VEGADIS82进行调试 ..........................................................................................................................27

8.1 工作方式和连接 .......................................................................................................................................................27

8.2 操作范围 ...................................................................................................................................................................27

8.3 调试步骤 ...................................................................................................................................................................28

9 用电脑/笔记本电脑进行调试(VEGACONNECT) ........................................................................................29

9.1 连接计算机 ...............................................................................................................................................................29

9.2 通过 PACTware 设置参数 .....................................................................................................................................30

9.3 对设置的参数数据的存储 ......................................................................................................................................31

10 用其它系统进行调试

...................................................................................................................................32

10.1 DD 操作程序............................................................................................................................................................32

10.2 Field Communicator 375, 475 .........................................................................................................................32

11 诊断、资产管理与服务

...............................................................................................................................33

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11.1 检修 ...........................................................................................................................................................................33

11.2 测量值与事件储存器 ..............................................................................................................................................33

11.3 资产管理功能 ...........................................................................................................................................................34

11.4 排除故障 ...................................................................................................................................................................36

11.5 软件升级 ...................................................................................................................................................................39

11.6 需要维修时的步骤 ..................................................................................................................................................39

12 拆卸

...........................................................................................................................................................41

12.1 拆卸步骤 ...................................................................................................................................................................41

12.2 废物清除 ...................................................................................................................................................................41

13 附件

...........................................................................................................................................................42

13.1 技术参数 ...................................................................................................................................................................42

13.2 雷达天文站 ...............................................................................................................................................................46

13.3 尺寸 ...........................................................................................................................................................................47

13.4 企业知识产权保护 ..................................................................................................................................................52

13.5 哈希函数符合 mbed TLS ......................................................................................................................................52

13.6 商标 ...........................................................................................................................................................................52

用于防爆区域的安全提示

请在将仪表用于防爆应用领域时遵守专门针对防爆的安全说明。这些说明作为

文献随附在每一台带有防爆许可证的仪表中，它们是使用说明书的组成部分。

编辑时间：2019-03-14

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1 关于本文献资料

VEGAPULS WL 61 • 两线制 4 … 20 mA/HART

38061-ZH-190411

1 关于本文献资料

1.1 功能

本使用说明书给您提供有关安装、连接和调试的必要信息以及针对维护、故障

排除、部件更换和用户安全性方面的重要信息。因此请在调试前阅读并将它作

为产品的组成部分保存在仪表的近旁，供随时翻阅。

1.2 对象

本使用说明书针对经培训的专业人员，他们须能翻阅其中的内容并付诸实施。

1.3 使用的标记

文献ID

本说明书封面上的该符号表示文献 ID。通过在 www.vega.com 上输入文献 ID

可以下载文献。

信息，建议，提示

本标记指很有帮助的附加信息。

小心：若不遵守此警告提示，会导致故障发生或功能失灵。

警告：若不遵守此警告提示，会导致人员受伤和/或仪表严重受损。

危险：若不遵守此警告提示，会导致人员受重伤和/或仪表被毁。

防爆应用

本符号指针对防爆应用的特别提示。

•

列表

前面的点指一份没有强制性顺序的列表。

→

步骤

此箭头指某一操作步骤。

1 操作顺序

前面的数字指前后相连的操作步骤。

电池的善后处理

本标记表示对电池和蓄电池善后处理的特殊提示。

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2 为了您的安全

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2 为了您的安全

2.1 获得授权的人员

在本文献中所描述的各项操作均只允许由接受过培训和由设备运营商特约的专

业人员来完成。

在仪表上以及用仪表作业时始终应穿戴必要的个人防护装备。

2.2 合规使用

VEGAPULS WL 61 是一个用于连续测量物位的传感器。

有关应用范围的详细说明请参见"产品描述" 一章。

只有在按照使用说明书及其可能存在的补充说明书中的要求合规使用时才能保

证仪表的使用安全性。

2.3 谨防错误使用

如果不合理或违规使用，该产品存在与应用相关的危险，如因安装或设置错误

导致容器溢流。这会导致财产受损、人员受伤或环境受害。此外，由此会影响

仪表的保护性能。

2.4 一般安全提示

在遵守常规条例和准则的情况下，本仪表符合当今技术水平。只允许在技术完

好和运行可靠的状态下才能运行它。营运商负责保证仪表无故障运行。用于具

有侵蚀性或腐蚀性的介质中时，如果仪表的错误功能会造成危害，营运商应通

过采取合适的措施确证仪表的功能正确。

"带有筒管的高温型" 安装适配件 -40 … +450 ℃ (-40 … +842 ℉)，用于正面

齐平式安装

使用者应遵守本使用说明书中的安全提示、本国专用的安装标准以及现行的安

全规定和事故预防条例。

出于安全和保证的原因，只允许由得到制造商授权的人员在使用说明书中描述

的操作步骤以外进行介入。明确禁止擅自改装或改变。出于安全原因，只允许

使用由制造商指定的配件。

为了避免带来危害，应遵守贴在仪表上的安全标志和说明，并在本使用说明书

中查阅其含义。

雷达传感器的很小的发射能力远低于国际上许可的极限值。合规使用时，完全

不会出现健康问题。传输频率的频段范围请参见“技术参数”章节。

2.5 欧盟一致性

该仪表满足相关欧盟准则中的法定要求。我们借助 CE 标志证明该仪表符合这

些准则的要求。

欧盟一致性声明请参见我公司在 www.vega.com/downloads下主页。

2.6 NAMUR推荐

NAMUR 是指德国过程工业自动化技术国际化用户协会，由它发布的 NAMUR

推荐性规范被视为是现场仪表行业的标准。

本仪表满足以下 NAMUR 推荐的要求：

•

NE 43 – 用于变送器故障信息的信号电平

•

NE 53 – 现场仪表和显示/调整部件的兼容性

•

NE 107 – 现场仪表的自监控与诊断

其它信息请参见 www.namur.de。

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2 为了您的安全

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2.7 适用于欧洲的无线电技术许可证

VEGAPULS WL 61

已按照以下统一标准的最新版本测试过该仪表：

•

EN 302372 - Tank Level Probing Radar

•

EN 302729 - Level Probing Radar

因此，在欧盟范围内的国家里，允许将该仪表用于封闭的容器之内和之外。

也允许用于 EFTA (欧洲自由贸易联盟) 的、只要实施各相应标准的成员国。

在关闭的容器中运行时，必须满足 EN 302372 标准的附件 E 中 a 到 f 这几项

的要求。

要在封闭的容器外使用本仪表需要满足以下条件：

•

必须由接受过培训的专业人员来完成安装工作

•

仪表必须固定安装在某一地点，天线垂直指向下方

•

只要没有获得主管的国家审批机构出具的专门批文，安装地点必须至少离开

无线电天文台 4 公里的距离。

•

如果将本仪表安装在某一无线电天文台周边的 4 到 40 公里的范围之内，则

仪表的安装高度不得超出地面 15 米。

各相应的无线电天文台的列表请参见 "附录" 一章。

蓝牙无线电模块

制造商根据以下标准的最新版本对在仪表中用于蓝牙无线通信的无线电模块进

行了检验：

•

EN 300328 – Wideband transmission systems

允许将它用于欧盟和欧洲自由贸易联盟的成员国家。

2.8 蓝牙操作的安全方案

通过蓝牙操作传感器依据的是一个多级安全方案。

验证

蓝牙通信开始之际，将借助传感器密码在传感器和操作器之间进行验证。该传

感器密码是各传感器的的组成部分，必须将它输入到操作设备 (智能手机/平

板电脑) 中。为提高操作的舒适性，要将该密码保存到操作设备中。通过符合

SHA256 标准的算法来保证这一点。

防止输入时出错

如果在向操作器输入密码时多次出错，则只有在延迟一段时间之后才能继续输

入。

加密的蓝牙通信

根据蓝牙标准 4.0 将传感器密码以及传感器数据加密后才让它们在传感器和操

作器之间进行传输。

2.9 环保说明

对自然生存环境的保护刻不容缓，故我们引入了环境管理系统，以达到不断改

善我们的工作环境的目的。我们的环境管理系统按照 DIN EN ISO 14001标准

通过了认证。

请帮助我们满足这些要求，并遵守本使用说明书中的环保提示：

•

请参见"包装、运输和仓储"一章

•

“ 废物清除 ”一章

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3 产品说明

VEGAPULS WL 61 • 两线制 4 … 20 mA/HART

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3 产品说明

3.1 结构

供货包括以下：

•

雷达传感器

•

可以选择作为内装件的蓝牙模块

•

可以选购的安装配件

•

文献资料

– 简要使用说明书VEGAPULS WL 61

– 带有传感器密码的附页

– 有关可选的仪表装备的说明书

– 防爆专用的 "安全提示" (针对防爆型)

– 必要时还有其他证明

信息:

在使用说明书中也对那些可选的仪表特征进行了描述。各相应的供货范围由订

货规格决定。

本使用说明书适用于以下版本的仪表：

•

硬件版本从 1.0.0 起

•

软件版本从 4.5.3起

您可以在传感器外壳上以及在连接电缆的铭牌托架上看到该铭牌。

铭牌中含有有关本仪表的识别和使用的最重要的数据。

2

1

15

16

13

14

12

11

5

3

6

4

7

8

10

9

插图. 1: 铭牌的构造 (举例)

1 仪表类型

2 产品代码

3 许可证

4 电子插件的供电和信号输出

5 防护等级

6 测量范围

7 过程与环境温度，过程压力

8 与介质接触部件所用的材料

9 硬件和软件版本

10 订单号

11 仪表的系列号

12 用于 VEGA Tools-App 的数据矩阵代码

13 仪表保护等级标记

14 仪表文献资料的标识码 (ID)

15 有关遵守仪表文献资料的提示

16 蓝牙符号

供货范围

本使用说明书的适用范围

铭牌

8

3 产品说明

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铭牌中含有仪表的系列号，用它可以通过我们的主页找到有关仪表的以下数

据：

•

产品代码 (HTML)

•

供货日期 (HTML)

•

订单专用的仪表特征 (HTML)

•

使用说明书和至供货之际的简要使用说明书 (PDF)

•

更换电子部件时所需的订单专用的传感器数据 (XML)

•

检验证书 (PDF) - 可选

请进入 "www.vega.com" 并在搜索栏输入仪表的系列号。

也可以通过智能手机来找到数据：

•

从 "Apple App Store" 或 "Google Play Store" 中下载 VEGA Tools-App

•

扫描仪表铭牌上的数据矩阵代码或

•

将系列号手动输入到应用程序中

与传感器进行蓝牙连接时，您需要四位数的传感器密码。该密码是唯一的，仅

适用于本传感器。

您可以如此找到密码：

•

在连接电缆上的铭牌旁

•

在有关资料的信息页上

插图. 2: 铭牌旁的蓝牙密码

XXXX

插图. 3: 信息页上的蓝牙密码

3.2 作业方式

雷达传感器 VEGAPULS WL 61 是适用于水和废水领域内所有应用场合的理想

的传感器。它尤其在水处理领域、泵站以及雨水溢流槽中适用于测量液位，还

适用于在开放的排水道中测量流量以及监控水位。

从雷达传感器的天线上以大约1 毫微秒的时间发射短雷达脉冲，该脉冲被介质

反射并被天线作为回音接收。雷达脉冲从发射到接收的时间相当于距离，由此

系列号-仪表搜索

传感器密码

应用领域

功能原理

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3 产品说明

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与充填高度成正比。由此测得的充填高度被转换成相应的输出信号并作为测量

值输出。

3.3 操作

可以通过以下方式标准化操作 VEGAPULS WL 61：

•

外部显示和调整单元 VEGADIS 82

•

带有操作软件 PACTware 的电脑/笔记本电脑

•

DD 操作程序

•

Field Communicator 375, 475

4

5

3

1

2

插图. 4: VEGADIS 82 与传感器相连，通过显示和调整模块来操作。

1 供电 / 传感器信号输出

2 VEGADIS 82

3 显示和调整模块

4 4 … 20 mA/HART 信号线路

5 传感器

可以通过标准操作仪表无线操作带有内置蓝牙模块的 VEGAPULS WL 61：

•

智能手机/平板设备 (iOS 或安卓操作系统)

•

带有蓝牙 USB 连接器和操作软件 PACTware 的电脑/笔记本电脑 (Win-

dows 操作系统)

通过信号线路进行操作

无线操作

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3 产品说明

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2

3

插图. 5: 与标准操作器建立无线连接

1 传感器

2 智能手机/平板电脑

3 蓝牙 USB 连接器

4 电脑/笔记本电脑

3.4 包装、运输和仓储

您购买的仪表在运抵使用地点的途中受到包装材料的保护。在此，应按照 ISO

4180 标准来检验包装材料，以确保它经得起常见的运输考验。

标准仪表通过纸箱包装，纸箱可回收利用。对于特殊类型，需要使用聚乙烯泡

沫或聚乙烯薄膜。请将包装废物送到专门的回收机构。

运输时必须遵守运输包装上的提示。违背运输提示会导致仪表受损。

收到货物后应立即检查其完整性和可能存在的运输损坏。如发现存在运输损坏

或隐藏的缺陷，应作出相应的处理。

在安装之前，应将包装好的物件封存，同时注意贴在外部的安置和仓储刻度

线。

仓储包装物件时应遵守下列条件，除非有其他规定：

•

不得露天保存

•

应保存在干燥和无尘之处

•

不得与侵蚀性的介质接触

•

应免受阳光的照射

•

避免机械式振动

•

仓储和运输温度见“ 技术参数 - 环境温度 ”

•

相对空气湿度20 … 85 %

当仪表的重量超过 18 kg (39.68 lbs) 时，应用合适和许可的装置来进行抬起和

提携。

包装

运输

运输检查

仓储

仓储和运输温度

抬起和提携

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3.5 附件与备件

利用接口适配器 VEGACONNECT 可以将有通信能力的仪表与一台电脑的 USB

接口相连。

VEGADIS 82 适用于显示测量值和调整带有 HART 协议的传感器。该仪表被打

成环状接入 4 … 20 mA/HART 信号回路中。

VEGACONNECT

VEGADIS82

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4 安装

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4 安装

4.1 一般提示

提示:

出于安全原因，只允许在过程条件可靠的情况下使用本仪表。相关说明请参见

"技术参数" 或铭牌。

安装前请确保，所有处于过程中的仪表部件都适合于出现的过程条件。

其中主要包含：

•

测量性部件

•

过程接头

•

过程密封件

过程条件主要是：

•

过程压力

•

过程温度

•

介质的化学性能

•

磨损和机械性影响

有关材料和过程条件的说明请参见 "技术参数" 章节以及铭牌。

4.2 安装方式

利用固定夹来安装仪表最为简单。连接电缆为此含有一根用芳纶制成的去张力

绳。

在此应注意，为避免测量值造假，不得让传感器摆动。

> 200 mm

(7.87")

插图. 6: 通过固定夹来安装

选择刚性安装时，建议采用VEGA 供应项目中带有用于螺纹G1½A 的带开口的

安装角形件。传感器通过一个塑料制的 G1½A 锁紧螺母被固定在角形件中。

应遵守"安装提示" 一章中规定的与墙壁的距离。

过程条件

固定夹

安装角铁

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4 安装

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> 200 mm

(7.87

")

插图. 7: 通过一个安装角形件进行安装

利用选购件龙门框可以将传感器安装在天花板上、墙壁上或一个支架上：

•

长度 300 毫米，用于安装在天花板上

•

长度 170 毫米，用于墙式安装

一般将龙门框垂直安装在天花板上。

这样，为能获得最佳的校准结果，可以将传感器转动最多 180°。

插图. 8: 用长度为 300 毫米的龙门框将仪表安装到天花板上

插图. 9: 安装在天花板上时请将之旋转到中央

可以将龙门框水平或斜向安装在墙壁上。

龙门框

龙门框-安装在天花板上

龙门框-安装在墙壁上

14

4 安装

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> 200 mm

(7.87")

插图. 10: 用长度为 170 毫米的龙门框将仪表安装到墙壁上

插图. 11: 用长度为 300 毫米的龙门框将仪表安装在倾斜的墙壁上

将仪表安装到套管上或竖井盖上时，有一个散装的用于 DN 80 (ASME 3" 或

JIS 80) 的组合锁紧法兰也可作为补装件供使用。

与这些安装方法相应的图纸参见 "尺寸" 一章。

法兰式安装

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4 安装

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插图. 12: 借助一个适配法兰进行安装，比如安装在一块竖井盖板上。

4.3 为龙门框做好安装准备

选购件龙门框以散装形式供货，必须在调试前用随附的螺钉将之拧紧在传感器

上。最大起动扭矩参见 "技术参数" 一章。所需的工具：4 号内六角扳手。

有两种方法可以将龙门框拧紧到传感器上，请参见下图：

1 2

插图. 13: 用于拧紧到传感器上的龙门框

1 用于带等级的倾斜角

2 用于无级倾斜角

根据所选的型号，支架中的传感器可以无级旋转180°或分三步旋转：0°、90°

和180°。

16

4 安装

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插图. 14: 倾斜角度的调节

插图. 15: 固定在中央时旋转

4.4 安装提示

为能用锁紧法兰或适配法兰将塑料号角天线紧挨着安装，必须满足以下条件：

1. 采用合适的法兰密封件，如材料为 EPDM，肖氏硬度为 25 或 50

2. 法兰螺钉的数量相当于法兰孔的孔数

3. 应用技术参数中给定的拧紧扭矩来拧紧所有螺钉

雷达传感器发射的雷达脉冲是电磁波，偏振是电气部分的方向。通过在连接法

兰或龙门框中旋转仪表可以利用偏振作用来降低干扰回音的影响。

用标记条在仪表上标记偏振的位置。

1

插图. 16: 偏振位置，通过标记杆加以标注

1 标记条

将塑料号角天线紧挨着安装

偏振

17

4 安装

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请将传感器安装在一个离开容器壁至少 200 毫米 (7.874 英寸) 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音，可

以通过做出相应的调整来抑制它们 (参见 "调试" 一章)。

如果您不能遵守这一距离，则应在调试时进行一次故障信号的抑制。尤其当容

器壁上会产生附着物时适宜采用这种做法。此情形下，建议在以后某一时间，

用已有的附着物来重复进行故障信号的抑制。

> 200 mm

(7.87

")

插图. 17: 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. 18: 将雷达传感器安装到带有锥形底部的容器上

请勿将该仪表安装在充填流之上或之中。请确保您能探测到介质的表面，而非

流入的介质。

安装位置

流入的介质

18

4 安装

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插图. 19: 流入介质时安装雷达传感器

接头高度的基准值请参见下图。此情形下，接头的端部应光滑、无毛刺，可能

的话甚至应倒圆。完成安装后，必须在参数化时抑制干扰信号。

d

h

插图. 20: 管接头尺寸有偏差

下表根据直径 d 给出了最大的管接头长度值 h。

管接头直径d 管接头长度h

80 mm ≤ 300 mm

100 mm ≤ 400 mm

150 mm ≤ 500 mm

管接头直径d 管接头长度h

3" ≤ 11.8 in

4" ≤ 15.8 in

6" ≤ 19.7 in

应尽量将传感器垂直对准介质表面，这样才能获得最佳的测量结果。

管接头

传感器的校准

19

4 安装

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插图. 21: 传感器的校准

选择雷达传感器的安装地点时应注意，不让内装件与雷达信号交叉。

容器内装件，如导线、极限开关、加热条、容器支撑件等会带来干扰回音并影

响有效回音。因此，在规划测量点时，应尽量使雷达信号能 "畅通无阻" 地触

及介质。

如有容器内装件，应在调试时进行一次干扰信号的抑制。

如果大型容器内装件，如支撑件和承载件会导致产生干扰回音，可以采取附加

措施将它们削弱。在内装件上方斜式安装用板材制成的小型挡板可以 "分散" 雷

达信号，从而有效地防止干扰回音的直接反射。

插图. 22: 用散射挡板来覆盖光滑的型材

通过在容器中进行充填、搅拌或其它过程有时会在介质的表面形成小型泡沫，

它们会严重抑制发射信号。

如果泡沫导致产生测量错误，应使用尽可能大的雷达天线，具有更高灵敏度的

电子部件或低频雷达传感器 (C 频带)。

可以考虑选用带有制导微波的传感器。它们不受形成的泡沫的影响，因此特别

适用于这些用途。

通过一个短小的例子向您介绍有关流量测量的入门知识，详细的规划参数请参

见水槽制造商的专用文献资料。

容器内装件

泡沫的形成

测量矩形水道中的流量

20

4 安装

VEGAPULS WL 61 • 两线制 4 … 20 mA/HART

38061-ZH-190411

h

max

≥ 2 x h

max

90°

4

3 ... 4 h

max

90°

2 3

1

插图. 23: 利用矩形水道来测量流量：d

最小

= 传感器的最小间距 (参见 "技术参数" 一章)；h

最

大

= 矩形水道的最大充填量

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)

原则上应遵守以下建议：

•

将传感器安装在上游侧

•

将传感器安装在排水道的中央并垂直指向液体的表面

•

与水道挡板的间距

•

挡板开口离开地面的高度

•

挡板开口与地下水的最小间距

•

传感器与最大筑坝高度的最小间距

2

3 ... 4 x h

max

90°

h

max

1

B

插图. 24: 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

原则上应遵守以下建议：

•

将传感器安装在流入侧

•

将传感器安装在排水道的中央并垂直指向液体的表面

•

与 Venturi 水槽的间距

在Khafagi-Venturi水槽中测

量流量

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Vega VEGAPULS WL 61 取扱説明書

Vega VEGAPULS WL 61 取扱説明書

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