測(cè)量原理

激光料位計(jì)內(nèi)置可見(jiàn)激光瞄準(zhǔn)被測(cè)介質(zhì)，內(nèi)置高精度高分辨率計(jì)時(shí)裝置測(cè)量紅外激光在發(fā)射點(diǎn)和被測(cè)介質(zhì)之間往返時(shí)間，則L = t * c / 2  (t為往返時(shí)間，c為光速)。激光料位計(jì)屬非接觸式測(cè)量，由于激光可穿透玻璃，所以激光料位計(jì)可以做很好的防護(hù)，可用于惡劣環(huán)境測(cè)量（高溫、高壓、高濕、高粉塵）。由于激光發(fā)射角非常下(＜0.2°)，激光料位計(jì)可測(cè)量狹小空間料位，可對(duì)不規(guī)則料面進(jìn)行精確測(cè)量。

激光測(cè)距儀置于精心設(shè)計(jì)的防護(hù)罩內(nèi)，使得激光料位計(jì)可用于惡劣環(huán)境（高溫、高壓、高濕、高粉塵）測(cè)量。精心設(shè)計(jì)的防護(hù)罩使得激光料位計(jì)可安裝于任何環(huán)境及以任何角度與方式進(jìn)行安裝。

3D激光料位掃描儀在激光料位計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)料面進(jìn)行三維測(cè)量，配備相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，形成料面的三維立體圖像，并且得到料面的料位、料位、平均料位、倉(cāng)料體積、倉(cāng)料質(zhì)量，使測(cè)量更全面準(zhǔn)確、更直觀形象。

 水冷/風(fēng)冷

        工作在高溫或極低溫環(huán)境的激光料位計(jì)必須進(jìn)行水冷或風(fēng)冷以保證防護(hù)罩內(nèi)部工作溫度在一定范圍，此時(shí)工作環(huán)境溫度可高達(dá)150℃. 水冷/風(fēng)冷接頭為M12*1.5。

水冷：流量>0.85m3/h，  水溫<35℃, 壓力0.25~0.6MPa；

風(fēng)冷：流量>0.3~0.6L/s，風(fēng)溫<35℃, 壓力  0.1~0.6MPa。

雨刮器

    工作在高粉塵條件下的激光料位計(jì)可加裝雨刮器，定時(shí)清除激光料位計(jì)防護(hù)玻璃表面的粉塵，延長(zhǎng)人工清理周期，使激光料位計(jì)更好地工作。

攝像

    在光線許可的條件下可在防護(hù)罩內(nèi)加裝攝像裝置，可在計(jì)算機(jī)屏幕上更直觀的看到現(xiàn)場(chǎng)工作情況。

 云臺(tái)

在需要進(jìn)行料面測(cè)量的情況下選用3D激光料位掃描儀，使測(cè)量更全面準(zhǔn)確、更直觀形象。此時(shí)在激光料位計(jì)的基礎(chǔ)上加裝云臺(tái)和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)處理軟件及RS485通訊。利用計(jì)算機(jī)控制三維測(cè)量，以及在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀的顯示料面的三維立體形狀圖像及料位、料位、平均料位、倉(cāng)料體積、倉(cāng)料質(zhì)量等信息。

 激光

可見(jiàn)激光  波長(zhǎng)：635nm，＜1mW，＜15mm@5m，用于瞄準(zhǔn)

紅外激光  波長(zhǎng)：905nm，＜0.8mW，1kHz，10ns脈沖，用于測(cè)量

 編程

可利用RS485通信對(duì)激光料位計(jì)進(jìn)行編程、校準(zhǔn)等操作；利用RS485對(duì)云臺(tái)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)料面的3D測(cè)量。

   輸出

激光料位計(jì)可輸出和料位具有線性關(guān)系的4~20mA模擬信號(hào)，該線性關(guān)系可編程。模擬信號(hào)負(fù)載能力＞300Ω.

型譜

防爆

在需要防爆的場(chǎng)合，可選防爆護(hù)罩和防爆云臺(tái)。

測(cè)量

測(cè)量范圍：0.4m~50m（特殊定制可至150m）

分辨率：  1mm

精度：±1cm

測(cè)量速度：0.1s~105s，3D掃描：5min

輸出

模擬量輸出：4~20mA，負(fù)載能力＞300Ω

RS485：參數(shù)設(shè)置、校準(zhǔn)、云臺(tái)控制

 激光

可見(jiàn)激光  波長(zhǎng)：635nm，＜1mW，＜15mm@5m，用于瞄準(zhǔn)，<5mrad，二級(jí)激光

紅外激光  波長(zhǎng)：905nm，＜0.8mW，1kHz，10ns脈沖，用于測(cè)量，大約4mrad，一級(jí)激光

 環(huán)境

常溫型：-25~50℃，電加熱（更低溫度可定制）；<5℃,內(nèi)置電加熱開(kāi)啟，>8℃關(guān)閉。

高溫型：-55~150℃，水冷或風(fēng)冷（高溫不提供3D，更高溫度可定制）；水冷：流量>0.85m3/h，  水溫<35℃, 壓力0.25~0.6MPa；風(fēng)冷：流量>0.3~0.6L/s，風(fēng)溫<35℃, 壓力  0.1~0.6MPa；水冷/風(fēng)冷接頭：M12*1.5。

存儲(chǔ)溫度：-20~70℃。

相對(duì)濕度：10~95%RH，無(wú)結(jié)露。

海拔高度：2000m。

被測(cè)介質(zhì)溫度：可達(dá)2000℃。

在晚上、黃昏或目標(biāo)處于陰影中時(shí)，測(cè)量距離會(huì)有所增加；在日光或目標(biāo)反光不好的情況下，測(cè)量距離會(huì)減小，測(cè)量時(shí)間會(huì)增加。當(dāng)被測(cè)物是無(wú)色液體（如水）、潔凈的玻璃時(shí)，表面有非常透明的特性的物體時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生測(cè)量錯(cuò)誤。當(dāng)測(cè)量物有非常強(qiáng)的反光（如鏡子）時(shí)，激光可能被反射掉，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的測(cè)量。

激光料位計(jì)防護(hù)等級(jí)：IP67。

云臺(tái)防護(hù)等級(jí)：IP66，云臺(tái)工作環(huán)境溫度：-30℃~55℃（可選-40℃~65℃）。

 供電

電源：220VAC（3D可24V交流或直流供電，也可220VAC供電）

功耗：正常<10W，加熱＜35W，云臺(tái)＜40W

 包裝

激光料位計(jì)尺寸：普通激光料位計(jì)（常溫、高溫）¢108*320mm（詳見(jiàn)安裝尺寸），重量：約3.5kg；水冷/風(fēng)冷激光料位計(jì)（超高溫）護(hù)罩尺寸¢108*320mm（詳見(jiàn)安裝尺寸），重量：約5.0kg；云臺(tái)尺寸：180*185*260（L*W*H），重量：約5.5kg。

包裝尺寸：160*160*360mm（不含云臺(tái)）。

水冷/風(fēng)冷激光料位計(jì)可以法蘭安裝，法蘭為標(biāo)準(zhǔn)DN100法蘭。在底部還有一個(gè)支架，可用于安裝。

3D激光料位掃描儀安裝尺寸

圖4.3  3D料位掃描儀安裝尺寸

  雨刮器尺寸

普通激光料位計(jì)（常溫、高溫）雨刮器安裝在激光料位計(jì)頂部安裝，在上述尺寸基礎(chǔ)上加上雨刮器尺寸。

水冷/風(fēng)冷激光料位計(jì)（超高溫）雨刮器安裝在激光料位計(jì)上側(cè)部安裝，在上述尺寸基礎(chǔ)上加上雨刮器尺寸。

雨刮器尺寸：200*40*30（長(zhǎng)*寬*高），前端延長(zhǎng)30mm。

圖4.4  雨刮器安裝示意圖

  電纜安裝尺寸

    激光料位計(jì)電源線、信號(hào)線分別穿過(guò)2個(gè)M20*1.5的防水電纜接頭與接線端子板上的接線端子連接，導(dǎo)線外徑 < 12mm。2個(gè)M20*1.5的防水電纜接頭可以擰下，用于安裝導(dǎo)線保護(hù)管。建議電源線使用兩芯或三芯線纜、信號(hào)線使用二~六芯線纜，穿過(guò)不同防水電纜接頭與端子板上端子連接。

  接線端子圖

激光料位計(jì)對(duì)外接線只需要電源線（85VAC~265VAC），如圖左上角G、N、L接線端子；信號(hào)線：4~20mA輸出、RS485通信、外觸發(fā)（如圖右上角6線可插拔端子）。其中，測(cè)量時(shí)外觸發(fā)（Ex端）和地（GND端）短接；參數(shù)設(shè)置和校準(zhǔn)時(shí)，外觸發(fā)（Ex端）和地（GND端）斷開(kāi)。所有連線線徑≤2.5mm，常溫，導(dǎo)線耐溫80℃；高溫，導(dǎo)線耐溫超過(guò)150℃。

編程

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

 硬件環(huán)境：

主機(jī)：奔騰586以上CPU，128M以上內(nèi)存

顯示器：彩色VGA

硬盤：40MB以上

通訊：兼容RS485通訊接口1個(gè)

  軟件環(huán)境：

運(yùn)行平臺(tái)：Windows9X/ME/2000/XP中文版

用戶讀取相關(guān)參數(shù)后，參數(shù)列表中會(huì)顯示激光料位計(jì)對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息（注：該區(qū)域只顯示參數(shù)信息，不能在此修改參數(shù)，即使修改也無(wú)法生效）。

這里說(shuō)明一下<參數(shù)列表>中各個(gè)參數(shù)的意義：

地址：激光料位計(jì)的設(shè)備地址，默認(rèn)為128，取值范圍在1-250之間任意數(shù)值。

連續(xù)測(cè)量數(shù)據(jù)返回時(shí)間間隔（單位：秒）：料位計(jì)連續(xù)測(cè)量并返回料位值的時(shí)間間隔，取值范圍在0.1-105之間數(shù)值，單位秒。

測(cè)距起始點(diǎn)：表示傳感器的測(cè)距起始點(diǎn)，默認(rèn)使用前端面，一般法蘭式安裝時(shí)使用前端面，即從料位計(jì)的前端面開(kāi)始計(jì)算測(cè)量料位，有些現(xiàn)場(chǎng)采用吊裝時(shí)，可能會(huì)需要設(shè)置為從傳感器后端面開(kāi)始計(jì)算測(cè)量料位，用戶可根據(jù)安裝情況決定。

傳感器信息：:內(nèi)部傳感器的型號(hào)規(guī)格代理商等信息（需傳感器支持）

傳感器溫度：內(nèi)部傳感器的當(dāng)前工作溫度信息（需傳感器支持）

傳感器時(shí)鐘：可以讀取內(nèi)部傳感器的工作時(shí)鐘（需傳感器支持）

傳感器長(zhǎng)度：傳感器的實(shí)際物理長(zhǎng)度，默認(rèn)133毫米，在采用后端面作為起始點(diǎn)時(shí)，傳感器會(huì)需要傳感器的長(zhǎng)度才能計(jì)算出實(shí)際的料位值。

測(cè)距修正值：料位計(jì)的測(cè)量值和實(shí)際料位值之間可能存在誤差，可以通過(guò)修正值進(jìn)行校正，這里顯示的就是修正值的大小。

模擬輸出相關(guān)參數(shù)：料位計(jì)帶有模擬輸出功能，默認(rèn)為4-20mA輸出，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)輸出進(jìn)行配置

輸出方式：

正向：代表輸出按照料位計(jì)的實(shí)際測(cè)量料位與量程之間按正比例輸出，即上限對(duì)應(yīng)20mA，下限對(duì)應(yīng)4mA。

         反向：代表輸出按照料位計(jì)的實(shí)際測(cè)量料位與量程之間按反比例輸出，即上限對(duì)應(yīng)4mA，下限對(duì)應(yīng)20mA。

輸出類型：用戶要根據(jù)實(shí)際訂貨的料位計(jì)型號(hào)進(jìn)行配置，默認(rèn)為4-20mA。

量程上限：料位計(jì)需要測(cè)量的實(shí)際料位的上限，單位米。

量程下限：料位計(jì)需要測(cè)量的實(shí)際料位的下限，單位米。

測(cè)量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤：當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，模擬輸出的狀態(tài)，共有四種狀態(tài)，輸出最小值、輸出值、輸出中間值、保持當(dāng)前值。

數(shù)據(jù)小于下限：當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)小于下，模擬輸出的狀態(tài)，共有四種狀態(tài)，輸出最小值、輸出值、輸出中間值、保持當(dāng)前值。

數(shù)據(jù)大于上限：當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)大于上，模擬輸出的狀態(tài)，共有四種狀態(tài)，輸出最小值、輸出值、輸出中間值、保持當(dāng)前值。

開(kāi)機(jī)未測(cè)量：當(dāng)傳感器通電未測(cè)量時(shí)，模擬輸出的狀態(tài)，共有四種狀態(tài)，輸出最小值、輸出值、輸出中間值、保持當(dāng)前值。

開(kāi)關(guān)輸出相關(guān)參數(shù)：對(duì)于具備開(kāi)關(guān)輸出的料位計(jì)這里會(huì)顯示開(kāi)關(guān)參數(shù)（目前定型型號(hào)未提供此項(xiàng)功能）

激光料位計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)

 激光料位變送器優(yōu)點(diǎn)

1、能耗小，能量集中，回波率高。

2、安裝空間小，能測(cè)量直徑很窄的罐或釜的料位,也可側(cè)裝。

3、所見(jiàn)即所得，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，精確測(cè)量。

4、進(jìn)料無(wú)影響（如圖）。

光料位計(jì)與傳統(tǒng)的雷達(dá)料位計(jì)相比較 

具有的優(yōu)點(diǎn)：精度高，頻率高、波長(zhǎng)短； 測(cè)量穩(wěn)定，可靠性高，波束不發(fā)散不易受到干擾；光束能夠穿透玻璃窗和通明介質(zhì)；量程大，信號(hào)衰減小；