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智能防爆雷达液位计构造设计解析
发布日期:2018/10/12 17:06:13
在自动化仪表领域,雷达液位计检测已被广泛应用。众所周知,雷达液位计是应用雷达发射天线发射直达波到达液面后返射回接收天线,测量
从发射到返回时间测量出从天线到液面的距离,达到液位测量的目的。雷达液位计作为仪表,通常被认为是安装在被测液体储饶顶部的外部大
气环境空间,该区域通常被划分为爆炸性气体危险环境的 1 区。事实上,作为直达液位计往往是通过开孔安装在储饶的顶部,而作为发射接收天线正是安装在储饶内部的上部空间,该区域应为爆炸性气体危险环境的0 区。作为用于0 区的产晶设备的保护级别应为 EPL Ga 级。在这一方面,很多制造商和用户都会产生误区,错误地认为设备的保护级别为 EPL Gb 级即可满足。
对于大多数情况,由于特有的潜在爆炸因果关系,预定下列情况适用于危险区域使用的设备。见表 1。
 
根据制造商为保护级别设立的运行参数,不 同的设备保护级别必须能够起作用, 见表2。
按照 GB 3836. 20一2010 《爆炸性环境 第 20部分: 设备保护级别 EPL )为 Ga 级的设备》第 4章设计和结构要求中规定:
电气设备应符合下列要求之一:
1)采用单种防爆型式考虑出现两个相互独立故障的保护措施, 应符合达到 EPL Ga 级要求的本质安全型电气设备和进入要求 EPL Ga 级场所的本安关联设备电路应符合 CB 3836.4一2010本质安全型“ia ”等级的要求。
或达到 EPL Ga 级要求的浇封型电气设备,应符合 CB 3836.9 浇封型“ma ”等级的要求的要求;
2)一种设备保护措施失效,需提供第二种独立的保护措施: 电气设备应符合达到 EPL Gb 级别的两种独立防爆型式的要求。如果一种防爆型
式失效,另一种防爆型式应继续起作用。相互独立的防爆型式不应有共态故障。
3)用一个符合 EPL Gb 级的防爆型式和隔离部件保护的措施。如果设备安装在要求 EPL Ga 级场所的边界墙内或形成边界墙的一部分,如果设备
包含的电路不符合 Ga 保护级别的要求,则该设备应至少符合一种达到 EPL Gb 级要求的防爆型式,同时,设备应装有机械隔离部件, 作为设备的一部分将设备的电路与要求 EPL Ga 级的场所隔离。
如果防爆型式失效,隔离部件应满足下列要求:
a)防止火焰通过设备传入要求 EPL Ga 级的场所
b)保持其安全性能
e)受热后,温度不超过设备的温度组别。
由隔板组成的隔离部件可与晤爆接合面或带自然通风的气阶结合。
1、智能雷达液位计的防爆设计
前面所述,雷达液位计在实际应用过程中,雷达发射和接收天线往往工作在爆炸性气体危险环境的0区。设备的保护级别应按 PPL Ga 级设计。通常,雷达发射和接收天线是共用同一个喇叭形天线便于定向发射和接收, 为减小在发射和接收过程中雷达波的衰减,天线内部使用阻抗匹配器。仪表电路控制部分置于主防爆壳体内, 主体采用隔爆型结构设计本文所介绍的结构均指隔爆型防爆结构设计。对于雷达液位计的防爆不能仅考虑结构的隔爆性能,对空间发射的雷达波能量应给予充分考虑,应对所发射的雷达波能量进行衰减达到安全要求。设计完成后应对辆射能量进行有效测量加以验证。
 智能雷达液位计结构简图如图 1 所示。

2、智能雷达液位计的防爆结构解析
在图1中,视为点燃源的雷达液位计的控制电路部分署于防爆壳体的内部。上阻抗匹配柱镶所在上波导管转接头之内,两者通过过盈配合满足隔爆面要求。波导管与防爆壳体及上外0型密封团通过螺纹隔爆。下阻抗匹配柱与下波导管转接头通过盘配合满足隔爆面要求。下波导管转接头和锥形天线座采用圆柱型防爆结合面。锥形天线座、隔板`锥形天线音采用不锈钢材料的焊接方式加工成型。下波导管转接头和波导管采用非防爆结合面并加有上内0型密封圈防止天线下部空间的可燃性气体进入防爆充体内。波导管与锥形天线座之问使用一个波导管螺母连接在一起, 使得上部隔爆面和下部隔爆面相互独立,不共用同一个零部件。锥形天线座与下阻抗匹配柱之间配备两个下0型密封圈用以防止被测介质气体汇尘传至防爆充体内部, 同时在被测介质气体上部空间即锥形天线昔防爆充体内部之问设计对称的四个 战两个) 自然通气孔使被测介质气体上部空间通过下0型密封圈后泄漏的可燃气体或蒸汽被空气稀释。隔板的设置使得锥型天线畦在隔板一下形成爆炸性危险环境的0区, 隔板以上形成爆炸性危险环境的1区。通过记述防爆设计使得本雷达液位计的雷达天线可直接安装于液体储匀的内部顶端实现液位测量的目的。

3、 结束语
本文通过对智能雷达液位计的防爆设计 ,对隔爆结构部分解析, 得出对于应用于实际测量使用的雷达液位计, 其对防爆性能要求应满足 EPL Ga 级别的要求方可。
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