目錄
1. 產品介紹
1.1 特點
2. 技術規格
3. 結構尺寸
4. 安裝
5. 連接
5.1 單腔外殼24VDC供電四線制產品接線圖
5.2 單腔外殼24VDC供電兩線制產品接線圖
6. 儀表操作
6.1 按鍵說明
6.2 測量界面說明
6.3 回波界面說明
6.4 設置界面說明
6.4.1 【基本設置】
6.4.2 【**設置】
6.4.3 【診斷】
6.4.4 【顯示】
6.4.5 【信息】
6.5 菜單選項操作說明
6.5.1 基本設置菜單說明
6.5.1.1. 【應用類型】
6.5.1.2. 【容器類型】
6.5.1.3. 【介質類型】
6.5.1.4. 【高低位調整】
6.5.1.5. 【盲區設定】
6.5.1.6. 【量程設定】
6.5.1.7. 【阻尼時間】
6.5.1.8. 【傳感器模式】
6.5.2 **設置菜單操作說明
6.5.2.1. 【虛假回波學習】
6.5.2.2. 【恢復出廠】
6.5.2.3. 【進出料速率】
6.5.2.4. 【電流仿真】
6.5.2.5. 【4ma/20ma位置】
6.5.2.6. 【電流輸出函數】
6.5.2.7. 【總線地址】
6.5.2.8. 【距離偏移】
6.5.2.9. 【故障輸出電流】
6.5.2.10. 【故障定時器】
6.5.2.11. 【參數備份】
6.5.3 診斷菜單操作說明
6.5.3.1. 【回波曲線】
6.5.3.2. 【虛假回波曲線】
6.5.3.3. 【歷史曲線】
6.5.3.4. 【歷史時間】
6.5.3.5. 【歷史測量峰值】
6.5.3.6. 【歷史溫度峰值】
6.5.3.7. 【歷史進料速率】
6.5.3.8. 【歷史出料速率】
6.5.4 顯示菜單操作說明
6.5.4.1. 【距離單位】
6.5.4.2. 【溫度單位】
6.5.4.3. 【顯示語言】
6.5.5 信息菜單操作說明
6.5.5.1. 【傳感器型號】
6.5.5.2. 【序列號】
6.5.5.3. 【傳感器標籤】
6.6 鍵盤菜單編輯操作
7. 菜單樹
7.1 一級菜單樹
7.2 二級菜單樹-基本設置
7.3 二級菜單樹-**設置
7.4 二級菜單樹-診斷
7.5 二級菜單樹-顯示
7.6 二級菜單樹-信息
8. 問題診斷
9. 軟件版本歷史
10. 附錄A：狀態碼
11. 附錄B：術語表
 

1. 產品介紹

1.1  特點

LWRD80xx系列產品，是指工作在 76-81GHz的調頻連續波(FMCW)雷達產品，支持四線制和兩線制應用。多個型號，產品*大量程可以達到120m, 盲區可以做到8 cm。由於它工作頻率更高，波長更短，所以尤其適合固體應用，通過透鏡發射接收電磁波的工作方式，在高粉塵，惡劣溫度環境下（+200℃）具有獨特的優勢。儀表提供法蘭或者螺紋的固定方式，使得安裝便捷簡易。
 
LWRD80xx系列的主要優勢如下：
n 基於自研的CMOS毫米波射頻芯片，實現更緊湊的射頻架構，更高的信噪比，更小的盲區。
n 5GHz工作帶寬，使產品擁有更高的測量分辨率與測量精度。
n *窄3°天線波束角，安裝環境中的干擾對儀表的影響更小，安裝更為便捷。
n 波長更短，在固體表面具有更好的反射特性，因而不需要特別的使用萬向法蘭來進行瞄准。
n 支持遠程調試與遠程升級，減少等待時間，提高工作效率。
n 支持手機藍牙調試，方便現場人員維護工作
 
通信與調試
在現場可以通過LCD進行儀表調試，也可以用選配的上位機軟件在PC端進行調試。LWRD80xx與PC之間通過以下方式進行通訊：
1、USB轉RS485串口線（四線制）；
2、USB轉TTL串口線（兩線制）；
3、USB轉Hart-modem（兩線制）進行通信。
4、通過手機通過藍牙調試，使現場調試更安全、方便。
5、4G網絡，通過遠程模塊，進行遠程調試。

2. 技術規格

表2–1 LWRD80xx技術規格

3. 結構尺寸

圖3–1管螺紋過程連接常溫結構尺寸示意圖
 

圖3–2管螺紋過程連接高溫結構尺寸示意圖
 
 
圖3–3萬向法蘭常溫結構尺寸示意圖
圖3–4萬向法蘭萬向高溫結構尺寸示意圖

圖3–5防腐法蘭常溫常壓結構尺寸示意圖
 
 防腐法蘭高溫高壓結構尺寸示意圖
 
                       
圖3–7衛生卡盤結構尺寸示意圖
 
 
 
圖3–8高溫結構尺寸示意圖
 

4. 安裝

安裝需要注意的兩點：（1）對準目標料位，盡量保證垂直入射料位；（2）避免虛假回波。典型工況參見以下幾點。
n 保證波束範圍內沒有干擾物，如人梯，台階。
圖4–1儀器安裝位置示意圖
n 儀表安裝應保證天線波束避開進料口，如圖4-2所示。
圖4–2天線波束避開進料口
 
n 儀器安裝至少離容器壁20cm，否則很可能產生錯誤讀數，如圖4-3所示。
圖4–3安裝至少離容器壁20cm
 
n 錐型容器盡量保證波束直射罐底，否則在罐底的測量結果可能不準確，如圖4-4所示
 
圖4–4錐形罐盡量保證波束直射罐底

5. 連接

5.1  24VDC供電四線制產品接線圖

圖5–1四線制產品接線圖
四線制應用中，除24v供電端子外，4-20ma模擬量輸出是單獨的兩個端子。同時四線制也提供485輸出端子，方便與PC連接調試或者需要485接口的現場。

5.2  單腔外殼24VDC供電兩線制產品接線圖

圖5–2兩線制產品接線圖
兩線制應用中，除了傳統的供電端子（4-20ma輸出），儀表還擁有串口通信端子，方便與目前主流的IOT設備或者透傳設備相連接，進行遠程控制與調試。

6. 儀表操作

LWRD80xx根據設置執行物位/液位測量任務，這些設置可通過本地顯示模塊（LDM）進行修改。LDM由4個按鍵和一塊128×64 點陣LCD構成。

6.1  按鍵說明

系統提4種操作界面模式：
【主界面】：顯示系統運行狀態和當前測量數據；
【回波界面】：顯示系統當前測量的回波情況；
【設置界面】：設置系統運行的各類數據參數；
【輸入界面】：輸入參數的數值，數字或字符；
在不同的操作模式下的4個按鍵的功能也不同。

6.2  測量界面說明

表6–1測量界面按鍵功能說明
n 測量界面顯示如下：圖6–1測量界面示意圖
 
n 實時值：表示系統實時測量到的過程量（物位，空高，距離）結果；顯示內容參見6.5.1.6 。
n 阻尼值：實時值經過阻尼濾波器後平滑輸出的結果，具體參見6.5.1.5小節。
n 溫度：表示儀表內部組件運行溫度。
n 版本號：顯示客戶自定義的產品型號。
n 通信狀態：系統通信狀態的心跳指示，1S閃爍一次為正常狀態，如果不閃爍或很長時間才閃爍一次，都表明通信存在故障。
n 單位：表示系統測距單位，具體設置方法參見6.4.2小節。
n 電流值：表示待測模擬量對應的理論4-20ma電流輸出值，是系統根據【高低位調整點】以及4-20mA【電流輸出函數】進行換算而得到，具體轉換關係參見6.5.4.(6-8) 幾小節。
n 故障碼：具體含義參見附錄A。
 

6.3  回波界面說明

表6–2 回波界面按鍵功能說明
 
n 在主界面，按【ESC】鍵進入回波界面
 
圖6–2回波界面示意圖
 
回波界面中，特別地：
n 1數字表示量程內*大的回波強度，良好的金屬反射板，回波強度應該在90dB左右，回波強度如果小於30dB，表明回波信號較弱，需要技術人員進行相應的排查。
n 回波界面的實時值與阻尼值不受【傳感器類型】設置影響，始終給出距離信息，指向選中回波波峰。

6.4  
設置界面說明

表6–3設置界面按鍵功能說明
n 由主界面，按【ENT】進入設置界面，如下圖顯示：
圖6–3設置界面示意圖
6.4.1 【基本設置】
【基本設置】菜單項包含儀表正常運行所需的基本功能選項，如下表所示。在一般的工況中，通過這些參數設置，可以實現儀表的快速啓動。選中【基本設置】，按【ENT】進入選項界面，選項列表如下表所示：
表6–4基本設置菜單選項
 
6.4.2 【**設置】
選中【**設置】，按【ENT】進入選項界面，選項列表如下表所示。**設置*好由對雷達工作原理較為熟悉的**人員操作。
表6–5**設置菜單選項
 6.4.3 【診斷】
【診斷】菜單項可以實現當前、歷史數據的統計，歸納總結工況現場環境，選中【診斷】，按【ENT】進入選項界面，選項列表如下表所示：
表6–6診斷菜單選項
 
6.4.4 【顯示】
【顯示】菜單項可以實現【距離單位】、【溫度單位】和【顯示語言】的切換。列表如下：
 
表6–7顯示菜單選項
 
6.4.5 【信息】
選中【信息】，按【ENT】進入選項界面，【信息】菜單有以下選項，如下表所示：
表6–8信息菜單選項

6.5  菜單選項操作說明

6.5.1  基本設置菜單說明

通過基本設置,可以實現儀表的快速啓動。
注：（1）除非特殊說明，帶*表示選項默認設置。
   

6.5.1.1. 【應用類型】

LWRD80xx系列儀錶針對固體，液體應用，集成了豐富自適應算法，客戶可以根據現場實際測量對象，進行相應的配置。配置之後，【容器類型】與【介質類型】菜單會自動進行調整。
 

6.5.1.2. 【容器類型】

【容器類型】內置多種模式，適應不同進出料速率的現場應用，同時也提供了便於客戶內場測試演示模式。
表6–9容器類型說明

 

6.5.1.3. 【介質類型】

不同的待測物質會產生不同的回波特性，儀表內置豐富物質類型選項以供客戶進行設置。介質類型影響回波選擇，正確設置可以是測量更為**，穩定。當客戶切換【應用類型】選項時，【介質類型】選項會自動進行切換。具體參數見下表。
 
表6–10介質類型說明

 

6.5.1.4. 【高低位調整】

【高低位調整】高位對應滿料位置，低位對應空倉位置，如下圖所示。
 
圖6–5低位調整編輯界面與定義
例：待測油罐，罐高5m,則高位設置為0，低位設置為5。
注：除非特別聲明，本儀表所有與位置相關設置項，輸入的參數都為距離信息，也就是傳感器到料/液面的距離。
 

6.5.1.5. 【盲區設定】

【盲區設定】與【量程設定】共同決定儀表內部回波算法選擇區域。算法處理時會忽略盲區之內的回波，可以通過此選項避開近端的干擾信號。具體說明參見下表。
圖6–6盲區設定編輯界面
 

6.5.1.6. 【量程設定】

量程用以限定算法區域，並非指儀表的遠端測量極限。儀表測量極限請參見技術規格一節。算法處理時會忽略量程之外的回波，合理設置量程可以避開多次反射干擾以及可能的範圍之外的干擾信號。量程要比實際罐高要大1-2m,尤其是錐形底的罐子，以獲得完整的回波。
 圖6–7量程設定編輯界面
 

6.5.1.7. 【阻尼時間】

【阻尼時間】的作用是平滑測量結果中的突變，也就是阻尼濾波器。例如，阻尼時間為2秒，被測物體位置在t時刻發生階躍變化，測量輸出值會緩慢發生變化，在**個2秒內，完成63.2%的變化，並在第10秒(5倍的設置值)跟隨到實際位置，如下圖所示。
圖6–8阻尼時間編輯界面與含義
 
表6–11阻尼時間說明
 

6.5.1.8. 【傳感器模式】

圖6–9傳感器模式編輯界面
 
【傳感器模式】具體含義參見6.5.1.4。特別要注意的是該選項只改變主界面顯示的實時值與阻尼值的類型，並不改儀表輸出的模擬量類型，若要改變電流的輸出類型，參見【電流輸出函數】
 
表6–12傳感器模式含義說明
 

6.5.2  **設置菜單操作說明

6.5.2.1. 【虛假回波學習】

【虛假回波學習】可以學習包含已知障礙物的容器中的虛假回波，並形成背景噪聲的篩除曲線（閾值曲線TVT）。該選項包含兩級引導菜單，分別為【虛假回波模式】和【虛假回波區域】。【虛假回波模式】可以選擇全程、選擇區域和排除區域三種方式：（1）全程表示在儀表默認全量程內進行虛假回波學習（2）選擇區域表示只在設定區域內完成虛假回波學習（3）排除區域表示只在設定區域之外完成虛假回波學習。當選擇“選擇區域”或者“排除區域”後，需要進一步輸入區域“開始”與“結束”點。菜單顯示如下圖所示：
圖6–10虛假回波學習界面
例如：工況中距離儀表2m-4m範圍內有干擾信號，此時需要新建TVT曲線以壓制干擾，具體操作步驟總結為：
（1）在【虛假回波模式】中選擇“選擇區域”；
（2）在【虛假回波區域】設定的開始是2m，結束是4m；
（3）在【虛假回波學習】中，選擇“新建”，確認，待“ok”提示，表明TVT曲線新建成功。
下圖給出的實際虛假回波學習的原理與效果。通過圖中可以看到，學習後的虛假回波曲線完美的覆蓋在實時測量曲線之上，使得只有真正的料位回波顯露出來。用戶可以通過回波曲線界面進行觀察，也可以通過上位機進行更為全面的分析。
圖6–11虛假回波學習原理
 
其他不同選項組合下的意義如下：
表6–13虛假回波模式說明

 

6.5.2.2. 【恢復出廠】

用於恢復儀表出廠設置。恢復時間大概15s至20s，恢復出廠設置後，系統將自動跳轉到測量界面。當因不恰當的操作導致儀表無法正常測量，建議先使用該選項，具體顯示如下：

6.5.2.3. 【進出料速率】

【進料速率】用於調整儀表對實際料位增加時的響應速率，進料速率設置變更時，響應速率自動發生變更。界面顯示如下：
圖6–13進/出料速率編輯界面
 
表6–14進出料速率說明

 

6.5.2.4. 【電流仿真】

【電流仿真】使環路電流固定輸出一個特定的電流值，用於檢查4-20ma輸出迴路電流是否準確無異常，界面顯示如下：
表6–15手動輸入值說明

 

6.5.2.5. 【4ma/20ma位置】

【4mA位置】即模擬量的0%位置，用戶可以根據實際需要自定義4mA位置，該設置優先級高於【高低位調整】，即系統會*終以該設置輸出模擬電流
注：不建議用戶單獨設置此選項,只需要設置高位調整，低位調整即可
圖6–15 4-20ma編輯界面

 

6.5.2.6. 【電流輸出函數】

【電流輸出函數】決定了總線上是輸出4-20ma或者輸出20-4ma。界面顯示如下：
 
例：待測油罐，罐高5m,則高位設置為0，低位設置為5。如果電流輸出函數選擇物位，則空罐電流輸出4ma, 滿罐輸出20ma;如果電流輸出函數選擇空高，則空罐電流輸出20ma, 滿罐輸出4ma。
詳細環路輸出電流與該選項的對應關係請參見圖下圖：
圖6–17電流輸出函數示意圖
 

6.5.2.7. 【總線地址】

根據儀表支持的通訊協議，設定具體的【總線地址】，將儀表併入現場的總線上。具體顯示如下：
圖6–18總線地址編輯界面
表6–16總線地址說明
 

6.5.2.8. 【距離偏移】

【距離偏移】用於修正傳感器的參考點，界面顯示如下圖。儀表默認的參考點在出廠時被調校到如下圖a點所示的位置，即透鏡**處。如果想將參考點向下調校到b點，則在設置中輸入h1。
圖6–19距離偏移編輯界面
 
表6–18距離偏移說明
 

6.5.2.9. 【故障輸出電流】

【故障輸出電流】可以設置儀表遇到丟波故障時，實際輸出電流值。具體故障碼參見附錄A。界面顯示如下圖所示：
圖6–20 故障輸出電流編輯界面
“保持”選項表示輸出維持*近一次的有效測量電流。
 

6.5.2.10. 【故障定時器】

【故障定時器】也叫丟波定時器。當儀表連續發生故障/丟波時長超過【故障定時器】設定值時，則4-20ma端口將按照【故障輸出電流】選項設定值輸出，默認為100s,範圍是0-1000s。進入【**設置】，選擇【故障定時器】，顯示如下：
圖6–21丟波時間編輯界面
 

6.5.2.11. 【參數備份】

“備份”選項備份當前儀表所有配置到顯控，“下發”將顯控中保存的配置下發到當前儀表。該選項專為現場多個類似儲罐的工況，在一個儲罐調試好雷達，將參數備份到顯控，用該顯控快速配置其他類似儲罐上儀表。
 

6.5.3  診斷菜單操作說明

6.5.3.1. 【回波曲線】

見“回波曲線界面說明”。
 

6.5.3.2. 【虛假回波曲線】

用戶可以查看已經生成的虛假回波曲線。
 

6.5.3.3. 【歷史曲線】

【歷史曲線】根據當前的傳感器模式，記錄傳感器測量值，在【歷史時間】範圍內進行統計，繪製成曲線。具體顯示如下：
圖6–22歷史曲線顯示界面
注：向右，顯示的是越新的數據，左上角的數字表徵歷史測量*大值，右上角數字表徵設定的【歷史時間】。*多統計360小時，即15天。
 

6.5.3.4. 【歷史時間】

含義參見【歷史曲線】
 

6.5.3.5. 【歷史測量峰值】

【歷史測量峰值】可以統計儀表出廠後測量結果的*高值、*低值。測量結果是指模擬量（物位、距離、空高）。進入【診斷】菜單，選擇【歷史測量峰值】菜單，選中【Read】，可以讀取歷史*低、歷史*高的測量值，選中【Clean】清除歷史統計值，清除之後，此前歷史記錄將被清除，系統重新開始統計。界面顯示如下：
圖6–23歷史測量峰值顯示界面

6.5.3.6. 【歷史溫度峰值】

【歷史溫度峰值】可以統計儀表出廠後核心電路板上運行溫度的*高值、*低值。操作方式參見【歷史測量峰值】。

6.5.3.7. 【歷史進料速率】

【歷史進料速率】可以統計儀表出廠後進料速率的*高值、*低值。操作方式參見【歷史測量峰】。
 
圖6–25歷史進料速率顯示界面

6.5.3.8. 【歷史出料速率】

【歷史出料速率】顯示如下，具體含義與【歷史進料速率】相反。
圖6–26歷史出料速率顯示界面
 

6.5.4  顯示菜單操作說明

6.5.4.1. 【距離單位】

【距離單位】決定測量界面實時值和阻尼值的單位，默認單位米。進入【顯示】菜單，選中【距離單位】，顯示如下：
 
圖6–27距離單位編輯界面

6.5.4.2. 【溫度單位】

【溫度單位】決定測量界面溫度的顯示單位，默認單位℃。進入【顯示】菜單，選中【溫度單位】，顯示如下：
圖6–28溫度單位編輯界面

6.5.4.3. 【顯示語言】

【顯示語言】決定所有界面的顯示語言以適用於不同國家的用戶，目前支持中文與英文，默認為中文。進入【顯示】菜單，選中【顯示語言】，顯示如下：
圖6–29顯示語言編輯界面

6.5.5  信息菜單操作說明

 

6.5.5.1. 【傳感器型號】

【傳感器型號】為該儀表的產品型號。選擇【傳感器型號】，按【ENT】進入，圖形界面顯示如下：
圖6–30傳感器型號顯示界面

6.5.5.2. 【序列號】

【序列號】為該儀表的產品序列號。選擇【序列號】，按【ENT】進入，圖形界面顯示如下：
 
圖6–31序列號顯示界面
 

6.5.5.3. 【傳感器標籤】

【傳感器標籤】用以在現場識別不同的傳感器。一共16個字符表示，每個字符可以設置為’0’~’9’或者’A’到’Z’。圖形界面顯示如下：
圖6–32傳感器標籤顯示界面

6.6  鍵盤菜單編輯操作

數字編輯菜單的操作說明如下，以盲區設定舉例:
圖6–33數字編輯示意圖
按【DN】鍵可以實現光標循環右移，右移到*後一位後，光標返回*左側。如下圖所示：
圖6–34【DN】鍵實現光標右移
按【UP】鍵可以實現光標處數字由0到9循環。
圖6–35【DN】鍵實現光標處數字修改
按【ENT】鍵完成設定，測控端返回確認狀態，在界面右下角顯示“OK”，表示設置成功。
圖6–36 測控端返回確認設置成功狀態示意圖

7. 菜單樹

7.1  一級菜單樹

7.2  二級菜單樹

7.3  二級菜單樹-**設置

7.4  二級菜單樹-診斷

7.5  二級菜單樹-顯示

 

7.6  二級菜單樹

8. 問題診斷

 

9. 軟件版本歷史

 
 
 
 

10. 附錄

狀態碼是一個16bit(xxxxxxxxxxxxxxxx)_b的二進制數，每bit代表一個錯誤，1表示有相應的錯誤發生，0表示沒有錯誤。LCD上會顯示十六進制的狀態碼。
可能有多個錯誤一起發生，比如(0000 0000 0000 0011)_b，也就是(0003)_h，表示狀態2和3一起發生。

11. 附錄B：術語表

波束角：以比*大值低3dB作為界限的波束寬度。LWRD80xx系列*小波束角3°，如圖11-1所示。
距離分辨率（Range Resolution）：距離分辨率是指雷達分辨兩個靠得很近物體的能力。 如果兩個物體的間隔小於物位雷達的距離分辨率，那麼雷達只能測得一個距離值，此距離值不等於其中任何一個物體的距離值，而是兩個物體距離值的綜合。LWRD80XX的調頻帶寬B=5.1GHz，*小距離分辨率=C/2B≈3cm。
測量精度（Accuracy）：如果只有一個物體且這個物體移動了很小的距離，物位雷達是否能識別距離變化。分辨出單個物體移動距離的指標叫做精度。LWRD80XX的中頻信號進行自有算法分析，測量精度為0.1mm。
環境溫度：接觸設備外殼的周圍空氣的溫度。
盲區：指儀表的近端的測量極限，盲區內儀表無法測量
dB(分貝): 表示信號幅值的單位。
介電常數（DK）：在電磁場感應下，電介質儲存電能的能力。常稱為相對介電常數。介電常數的增長直接與回波幅值的增長成比例。相對真空/乾燥空氣介電常數是 1。
回波：雷達接受到的反射的信號。
發射錐體：天線波束角度的延伸。
虛假回波：任何不是所需目標產生的回波。一般來說，虛假回波由容器的障礙物產生。
多重回波：在目標回波距離出現的多次反射回波，可能為2次，3次。
極化：發射的電磁波屬性，描述隨時間改變的電場矢量的方向和幅值。
量程：（1）指儀表的*遠測量極限（2）特殊的，指人為設定的*遠距離，該距離以外，儀表處理數據的時候不考慮。
重復性：在相同測試環境下，多次測量同一個反射目標，測量結果的偏差程度。
光速：符號C，電磁波速度（包括電磁波和在自由空間的光。）光速為 299,792,458 米每秒。
閾值曲線：一個隨時間變化的曲線，作為閥值，超過其的回波被認為是有效的。

總結：雷達液位計使用說明