隨著國內(nèi)能源儲備需求量的快速增加，許多儲備庫區(qū)工程數(shù)量也在增加，油庫區(qū)油液水平監(jiān)測與控制是重要的日常工作，液位計表在其中發(fā)揮著重要作用，是實現(xiàn)庫區(qū)自動控制的重要組成部分。 雷達液位計作為優(yōu)勢明顯的新型液位測量儀，在油罐液位控制中越來越多地體現(xiàn)出來。

雷達液位計是從油輪液位測量發(fā)展而來的，其特點是沒有死角，非接觸測量，不受測量液體物理特性的變化影響，一些特點原本就解決了許多標準插入式儀表檢測元件容易被介質(zhì)污染和腐蝕等諸多問題。 而且，來自雷達液位計的安全波除了能夠可靠地測量其他液位計無法達到的水平的測量精度以外，該雷達波還能夠大量透過泡沫、煙霧、蒸汽介質(zhì)，不受變化環(huán)境的影響，可靠地測量其水平的值。

此外，雷達液位計可實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的兼容性，符合HART協(xié)議，可為用戶提供更具吸引力的方案，尤其適用于液位波動大、渾濁、懸濁液、非常粘稠的漿液、污染介質(zhì)、腐蝕性液位測量。 因此，通過可靠、經(jīng)濟高效的先進罐頭水平測量儀，本公司目前服務(wù)的用戶遍布全國各地，在雷達液位計的選擇、設(shè)置、使用、后期維護過程中積累了豐富的經(jīng)理，歡迎有各種產(chǎn)品需求的用戶與本公司合作 本文簡要介紹雷達液位計選型、安裝和使用的相關(guān)信息。

1 .雷達式液位計的工作原理和分類雷達式液位計基于脈沖回波方案而工作，其中工作天線向被測量對象發(fā)射短波長的微波脈沖，一些微波穿過被測量介質(zhì)，另一些微波在被測量材料的表面反射之后，在發(fā)送機處被接收，即，發(fā)送機同時在接收機處被接收 從發(fā)射天線到材料表面的距離與微波脈沖的運行時間成正比: D=C.t/2式中: d為發(fā)射天線與材料之間的距離c，光速t為運行時間。

將發(fā)射波束和反射波束的各個點用超聲波取樣法來收集，以進行信號處理以獲得介質(zhì)和發(fā)射天線之間的距離，但是該測量原理不適用于近距離內(nèi)的高精度測量。

想要高精度量測時，必須應(yīng)用頻率差的原理。 假定一個高40米的空罐，微波往返的時間約為1.33*10-7s。 此外，容器裝滿后，往復時間會減少，因此在這樣小的測量范圍內(nèi)，要達到高精度(1mm )，通過測量時間來計算正確的距離是非常困難的。 因此，生成一種復合脈沖雷達技術(shù)，并且應(yīng)用該技術(shù)來不斷地比較經(jīng)由相同的天線發(fā)送和接收調(diào)制脈沖并且從測量介質(zhì)的表面返回的脈沖信號與從天線發(fā)送的預(yù)定頻帶中的脈沖信號，其頻率差表示測量距離，并且測量液位水平的高度。

根據(jù)測量原理，雷達式液位計可分為兩類。 一種是控制級雷達式液位計，其精度一般為10mm左右，另一種是計量級雷達式液位計，可用于正確的計量結(jié)算，精度可達到1mm。 結(jié)構(gòu)上有棒狀天線、喇叭天線、電纜天線等幾種。

2 .主要性能特點和各廠家生產(chǎn)的雷達式液位計的工作頻率不同，以前的產(chǎn)品一般在5.8~10.3GHz之間，現(xiàn)在26GMHz的雷達液位計成為主流，潤中儀器科技有限公司的雷達液位計生產(chǎn)線已經(jīng)完成，目前市場供應(yīng)的是26GMHz 波源輻射功率均低，例如EH公司產(chǎn)品的輻射功率為0.25mW，能量密度為0.00015W/c㎡，輻射功率為2W，能量密度為0.001W/cm²； 微波爐內(nèi)的能量密度為1W/cm²，爐入口的泄漏量選擇為0.005W/cm²。 雷達式液位計安全，可安裝在各種金屬、非金屬容器和貯槽內(nèi)，對人體和環(huán)境都無害。

原理上，微波的測量與溫度、壓力、灰塵無關(guān)，因此適用于高溫條件下的測量。此時，為了確保系統(tǒng)的安全性，請采用特殊法蘭對天線部分進行空冷。 微波傳輸不需要空氣介質(zhì)，因此在真空和壓力條件下也可以測量，某種型號的產(chǎn)品的高工作壓力達到6.4MPa，微波在材料表面反射時信號強度衰減，介電常數(shù)過小時信號衰減過多，無法進行測量。 因此，被測材料的介電常數(shù)不得低于一定值。 其具體大小取決于范圍的大小，在具體型號的產(chǎn)品中，被測量介質(zhì)的介電常數(shù)越低，測量范圍越小。 另一方面，測量導電材料時，測量過程與對應(yīng)的介電常數(shù)無關(guān)。

選定時，要充分考慮被測材料的具體情況。 根據(jù)處理介質(zhì)的標稱壓力、標稱直徑和溫度選擇相應(yīng)的連接凸緣，根據(jù)范圍、介質(zhì)的介電常數(shù)、波動程度、渦流和泡沫等確定天線尺寸，如果范圍越大，介電常數(shù)越低，在測量時天線尺寸應(yīng)該越大，則表現(xiàn)出越強的腐蝕性。 選擇表面涂有防腐蝕材料的棒狀天線測量系統(tǒng)時，請選擇高溫(超過2000C )、高壓時帶天線延長管的高溫型和高壓型。介質(zhì)容易凝結(jié)時，可選擇帶屏蔽的棒狀天線系統(tǒng)。

進行限位檢測時，EH公司發(fā)布了微波限位開關(guān)。 微波限位開關(guān)由只有發(fā)射機、只有接收機、只有功率供給和繼電器輸出的組合器構(gòu)成，來自微波發(fā)射機的信號由設(shè)置在徑向位置的接收機接收，當微波信號因材料的吸收而衰減變化時，接收機處的放大器觸發(fā)輸出繼電器，例如絕緣塑料板 由于聚丙烯、聚四氟乙烯和聚酯板等對微波幾乎沒有衰減作用，因此該開關(guān)非接觸檢測厚度達到數(shù)厘米的塑料罐非常適合。 在將該開關(guān)用于金屬罐的情況下，微波會碰到金屬表面而產(chǎn)生強反射，因此，必須在罐壁上安裝適當?shù)乃芰洗?，以使微波信號能夠順利通過。

3 .使用雷達液位計對輸出的模擬信號進行調(diào)試，并在其上疊加數(shù)字信號4~20mADC，實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的兼容性，可以根據(jù)HART協(xié)議向用戶提供更具吸引力的方案，尤其是液面變動大、凝結(jié)、懸浮液、非常粘稠 遵循具有持續(xù)頻率的自定位、確保穩(wěn)定的測定精度的自定位測定功能的HART協(xié)議的數(shù)字通信，在能夠通過通信設(shè)備或便攜終端進行液位變量的處理的輸出或模擬信號上重疊HART數(shù)字信號，使用4~20mAHATR的手動操作器， 將輸出信號分組為液位，可以計算出的體積或標準體積的所有配置信息和程序都存儲在不可擦除的存儲器中，當電源關(guān)閉并重新接通時，可以恢復所有數(shù)據(jù)連續(xù)自定義頻率以保證指標中液位的精度。

在設(shè)置雷達式液位計時，必須注意以下問題: (1)發(fā)射天線的中心軸垂直于物體的表面，并且與儲罐壁保持至少30cm的距離。

(2)天線喇叭口的前端必須放入材料箱內(nèi)部，以減少管子與設(shè)備之間焊接造成的輻射能量損失。

(3)請勿安裝在油箱的中心位置。 這是因為虛假的回流液會變強。

(4)之所以不設(shè)置在供給口的上方，主要是為了防止供給時被檢液面反射的有效回聲較多。

4 .結(jié)束語由于雷達式液位計無活動部件，無機械磨損，非接觸式測量少，標定簡單，精度高，某公司產(chǎn)品平均故障時間( MTBF )已超過60年，具有其他部分液位計所沒有的優(yōu)點，應(yīng)用越來越廣泛。

近年來，新技術(shù)層出不窮。 一些雷達液位計增大發(fā)射功率，采樣次數(shù)達每秒十次，已可用于多層攪拌葉片容器水平的測量。 使用平面天線技術(shù)，將多點輻射源分布在平面天線上，同時發(fā)射和接收電磁波，在信號同時遠離平面天線并到達液面之后，可以返回清晰的平面波，并進行序列回波可以實現(xiàn)非常高的測量精度。 有寬矩陣一類線性平面天線技術(shù)，避免了箱壁反射對測量精度的影響。

隨著技術(shù)的進步，雷達式液位計以其獨特的優(yōu)點在各行業(yè)得到了更廣泛的應(yīng)用。

雷達液位計

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