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導(dǎo)波管和擋板是雷達(dá)液位計(jì)(尤其是非接觸式)在復(fù)雜工況中(如介質(zhì)波動(dòng)、強(qiáng)干擾)常用的輔助裝置,其材質(zhì)和尺寸的選擇需結(jié)合介質(zhì)特性、工況參數(shù)(溫度、壓力、腐蝕性)及測(cè)量需求,直接影響輔助效果和設(shè)備壽命。以下是具體選擇方法:
一、導(dǎo)波管的材質(zhì)與尺寸選擇
導(dǎo)波管的核心作用是 “引導(dǎo)電磁波",減少罐內(nèi)雜散反射(如罐壁、障礙物),聚焦信號(hào)至介質(zhì)表面,尤其適用于低介電常數(shù)介質(zhì)(如輕質(zhì)油)、強(qiáng)干擾環(huán)境(如攪拌罐)。
1. 材質(zhì)選擇:根據(jù)介質(zhì)腐蝕性、溫度、壓力及衛(wèi)生要求
核心原則:材質(zhì)需耐受介質(zhì)腐蝕,且在工況溫度 / 壓力下穩(wěn)定,不與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
常見材質(zhì)適用場(chǎng)景局限性
不銹鋼(304/316L)- 中性 / 弱腐蝕性介質(zhì)(如水、柴油、潤(rùn)滑油);
- 溫度≤400℃,壓力≤10MPa;
- 衛(wèi)生級(jí)場(chǎng)景(如食品、制藥,需拋光處理)不耐強(qiáng)酸堿(如濃硝酸、氫氟酸);304 在高濕度環(huán)境易生銹,優(yōu)先選 316L(含鉬,耐腐蝕性更強(qiáng))
PTFE(聚四氟乙烯)- 強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)(如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑);
- 溫度≤260℃(超出易變形);
- 衛(wèi)生級(jí)要求(惰性材料,不污染介質(zhì))抗壓性差(壓力≤1MPa),易被尖銳物體劃傷,需搭配金屬骨架增強(qiáng)強(qiáng)度
Inconel 合金(因科鎳)- 高溫強(qiáng)腐蝕環(huán)境(如高溫熔融鹽、含氯介質(zhì));
- 溫度≤650℃,壓力≤20MPa成本高,僅用于工況
碳鋼- 無(wú)腐蝕性、干燥的工況;
- 壓力≤16MPa(需防腐涂裝)易生銹,不適合潮濕或弱腐蝕性環(huán)境
2. 尺寸選擇:需匹配雷達(dá)天線及測(cè)量量程
直徑(關(guān)鍵參數(shù)):
導(dǎo)波管直徑需略大于雷達(dá)天線直徑(避免信號(hào)被管壁過(guò)度反射),通常為天線直徑的 1.5-2 倍。
例:天線直徑 50mm → 導(dǎo)波管直徑 80-100mm;天線直徑 100mm → 導(dǎo)波管直徑 150-200mm。
若直徑過(guò)?。ㄈ纾继炀€直徑),易導(dǎo)致電磁波在管內(nèi)多次反射,形成 “多路徑干擾",測(cè)量值跳變;若直徑過(guò)大(如>3 倍天線直徑),則失去 “聚焦信號(hào)" 的作用,與無(wú)導(dǎo)波管效果接近。
長(zhǎng)度:
需覆蓋全測(cè)量量程,即從雷達(dá)安裝法蘭面(或罐頂)延伸至液位以下 50-100mm(確??展迺r(shí)信號(hào)仍能反射),且頂部需高液位以上 100-200mm(避免液位溢出時(shí)堵塞)。
例:測(cè)量量程 0-5m(罐高 6m),導(dǎo)波管長(zhǎng)度需≥5.1m(從罐頂延伸至罐底上方 100mm)。
壁厚:
由工況壓力決定,低壓(≤1MPa)可選 3-5mm;中高壓(1-10MPa)選 5-10mm;高壓(>10MPa)需根據(jù)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算(如 ASME、GB150),避免受壓變形。
端部處理:
底部需開孔(直徑 10-20mm),防止導(dǎo)波管內(nèi)積液(尤其液體介質(zhì));若為顆粒 / 粉末介質(zhì),底部可封閉但需留縫隙(避免形成密閉空間導(dǎo)致壓力波動(dòng))。
二、擋板的材質(zhì)與尺寸選擇
擋板的核心作用是 “阻擋介質(zhì)波動(dòng)",減少進(jìn)料 / 攪拌時(shí)的表面擾動(dòng)(如浪涌、漩渦),適用于非接觸式雷達(dá)在高擾動(dòng)場(chǎng)景(如進(jìn)料罐、攪拌罐)的輔助。
1. 材質(zhì)選擇:側(cè)重耐腐蝕性、耐磨性及強(qiáng)度
核心原則:與導(dǎo)波管類似,但因直接接觸介質(zhì)擾動(dòng),需額外考慮耐磨性(如顆粒介質(zhì))和抗沖擊性(如高流速進(jìn)料)。
常見材質(zhì)適用場(chǎng)景
不銹鋼(316L)多數(shù)場(chǎng)景通用,尤其耐酸堿、中等溫度(≤400℃)、需一定強(qiáng)度的工況(如液體 + 少量顆粒)
PTFE/PP(聚丙烯)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)(如濃酸)、低溫工況(≤100℃),但抗沖擊性差(不適合高流速進(jìn)料)
耐磨鋼(如 NM400)高磨損場(chǎng)景(如礦石漿、煤漿),硬度高(HB≥400),耐顆粒沖刷
玻璃鋼(FRP)輕質(zhì)、耐腐蝕,適用于低壓(≤0.6MPa)、常溫的液體介質(zhì)(如化工廢水)
2. 尺寸選擇:以 “有效阻擋波動(dòng)" 為核心
高度:需高于大波動(dòng)高度,通常為波動(dòng)幅度的 1.5-2 倍。
例:進(jìn)料時(shí)介質(zhì)波動(dòng)幅度約 100mm,擋板高度需≥150mm(建議 200mm,留冗余);若為劇烈攪拌,高度可增至 300-500mm。
寬度 / 直徑:
圓形擋板:直徑為容器直徑的 1/3-1/2(覆蓋主要波動(dòng)區(qū)域),例:φ2m 的罐,擋板直徑選 0.8-1m。
條形 / 弧形擋板:?jiǎn)螇K寬度 200-500mm,根據(jù)罐內(nèi)擾動(dòng)范圍布置(如進(jìn)料口兩側(cè)各設(shè)一塊,寬度 300mm)。
厚度:
需保證強(qiáng)度(抗沖擊不變形),液體介質(zhì)可選 3-5mm;顆粒 / 高流速介質(zhì)選 5-10mm(耐磨鋼可適當(dāng)加厚)。
間距與開孔:
多塊擋板并行時(shí),間距需≥200mm(避免阻礙介質(zhì)流通);
擋板底部需開小孔(直徑 10-30mm),防止積液(尤其液體介質(zhì)),開孔率≤10%(避免削弱阻擋效果)。
三、共性注意事項(xiàng)
與容器匹配:導(dǎo)波管 / 擋板需與容器材質(zhì)兼容(如焊接時(shí)避免異種金屬腐蝕),且重量需符合容器承重要求(大型擋板需加支架固定)。
安裝位置:
導(dǎo)波管需正對(duì)雷達(dá)天線(同軸安裝),避免偏移導(dǎo)致信號(hào)偏移;
擋板需安裝在擾動(dòng)源與雷達(dá)之間(如進(jìn)料口與天線之間),形成 “屏障"。
衛(wèi)生要求:食品 / 醫(yī)藥行業(yè)需選擇光滑表面(Ra≤0.8μm),避免殘留介質(zhì)滋生細(xì)菌(如 316L 電解拋光)。