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1.雷達液位計簡述
1.1雷達液位計測量原理及分類
雷達液位計的工作原理僅涉及到發(fā)射、反發(fā)射和接收三個步驟，相對較為簡單。利用高頻電磁波原理，電磁波信號從天線設(shè)備的末端發(fā)出，當接觸到被測物質(zhì)的表面后，就會立即形成反射回波信號，并被天線所接收。根據(jù)發(fā)生脈沖與接收脈沖所用時差，準確的計算出天線與被測介質(zhì)表面之間的距離，從而對罐區(qū)的液位實現(xiàn)最終測量。雷達液位計由發(fā)射裝置、天線、接收裝置、信號處理單元、顯示單元等幾個部分構(gòu)成。根據(jù)測量原理不同，雷達液位計可分為以下三種，分別是脈沖雷達、射頻連續(xù)波雷達和導(dǎo)波雷達，也可稱為時差式和頻差式。通常射頻連續(xù)波雷達液位計是采用頻差式測量液位的;脈沖雷達計和導(dǎo)波雷達計采用時差式測量的。另外，按傳感器分為纜式、桿式、喇叭口/拋物面/平面、同軸、衛(wèi)生型;根據(jù)電磁波的頻率又可分為高頻、中頻和低頻;根據(jù)工況可分為高溫和防腐兩種。下面重點介紹三種類型雷達液位計。
?。?/span>1）導(dǎo)波雷達液位計
導(dǎo)波雷達液位計屬于接觸式測量，借助時域反射技術(shù)引導(dǎo)電子單元所發(fā)出的微波脈沖順著導(dǎo)波桿進行傳輸，當微波脈沖接觸到被測介質(zhì)時，會發(fā)出反射信號，并由電子部件來進行接收。系統(tǒng)對發(fā)射到接收之間的間隔時間做出計算，將其轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的距離或高度，即通過對發(fā)生脈沖和反射脈沖的時間差的測量液位的。這種時差式測量方法中發(fā)射頻率為固定值。
導(dǎo)波雷達適用于測量液態(tài)或液界面，如低介電、酸的有機溶劑、酸、水貨油水界面等等。在測量過程中應(yīng)注意以下事項：①盡量將介電常數(shù)低的介質(zhì)放置于上部;②兩種液體相互間的介電差異不可低于10;③上層介質(zhì)的介電常數(shù)必須是已知數(shù)，這一參數(shù)可通過現(xiàn)場測定得知;④上層介質(zhì)的介電常數(shù)決定了介質(zhì)的厚度;⑤上層介電常數(shù)小于3為其下限，下層介電常數(shù)大于20為其上限;⑥液位測量和界面測量可同時進行。
非接觸式雷達液位計
非接觸式雷達液位計包括兩種類型，其一是脈沖雷達液位計，另一種為調(diào)頻連續(xù)雷達液位計。
脈沖雷達液位計。主要是借助電子單元，利用天線系統(tǒng)向外發(fā)射出極其狹窄的微波脈沖，脈沖在短時間內(nèi)以光速進行傳播，當受到被測介質(zhì)的阻礙后，部分能量會形成反射波形被天線系統(tǒng)迅速接收。隨后將發(fā)射脈沖與接收脈沖之間的間隔時間轉(zhuǎn)化成被測介質(zhì)與天線相互間的距離長度。脈沖雷達測量的間隔時間極小，因此需要借助時間拓展技術(shù)，將測量精準度控制在5～10mm之間。發(fā)射脈沖和接收脈沖相互的時間間隔與被測介質(zhì)表面與雷達天線相互間的距離呈正相關(guān)。通過對發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時間差進行測量，再通過相應(yīng)公式進行計算，就可以得出被測介質(zhì)表面與探頭之間的距離。
調(diào)頻連續(xù)波雷達液位計。雷達天線向外持續(xù)發(fā)出可調(diào)制頻率的電磁波波長信號，當受到被測介質(zhì)液面阻礙時，會迅速將電磁信號反射回雷達天線，將雷達天線接收到的反射信號頻率與發(fā)射頻率信號相比較，并將頻率差轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)表面到雷達天線之間的距離。這類雷達液位計發(fā)射波頻率不固定為一等幅可調(diào)頻率，且通過發(fā)射波和反射波頻率差值與被測液位比例關(guān)系推算出液位。該種測量方式的精準度可到達1mm。
從上述雷達液位計的測量原理不難看出，脈沖式雷達液位計的測量精度會隨著測量距離的逐漸增加而持續(xù)下降，而調(diào)頻連續(xù)波雷達液位計的測量精確度更高，能夠?qū)⒏蓴_回波有效去除，可適用于對計量精準度有著較高要求的大型儲罐測量。
1.2雷達液位計的特征
（1）導(dǎo)波雷達液位計的測量特征：①沒有活動的機械零部件，后期維護成本較低;②安裝簡單方便，適用于罐頂安裝以及旁路管的頂部安裝;③適用于界面、液面、粉末狀小顆粒固料等多種介質(zhì)測量;④測量精準度不會受到介質(zhì)PH值和密度等物理參數(shù)的影響;⑤適用于低溫、高溫、高壓和蒸汽等多種場合測量。導(dǎo)波雷達液位計可用于測量尺寸較小的容器，也可用于測量各種尺寸的儲罐或旁通管，還可以測量各種粉末狀介質(zhì)。在測量過程中，微波還會順著導(dǎo)波管向下進行傳導(dǎo)，因此在導(dǎo)波管周圍要盡量避免物料的堆積和金屬干擾。導(dǎo)波雷達具有先進的診斷性能，可以對導(dǎo)波桿聚集物進行有效檢測。
（2）非接觸式雷達液位計測量特征：①不存在活動的機械零部件，后期維護成本較低;②安裝簡單方便，可適用于罐頂安裝;③適用于固體、液體、黏稠或腐蝕性介質(zhì)的測量;④適用于低溫、高溫、高壓和蒸汽場合測量;⑤可采用聚四氟乙烯進行密封，與測量過程相互隔離;⑥調(diào)頻連續(xù)波雷達液位計可以發(fā)出更強的微波射頻，適用于對測量精準度有極高要求的介質(zhì)測量。
