雷達物位計的工作原理及運用范圍

一、工作原理：

    雷達物位計是一種微波物位計，它是微波(雷達)定位技術的一種運用。它是通過一個可以發射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發射能量波，能量波在波導管中傳輸，能量波遇到障礙物反射，反射的能量波由波導管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號。根據測量能量波運動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理，z終轉化成與物位相關的電信號。

    能量輻射水平低，該設備使用能量波的是脈沖能量波(頻率一般比智能雷達物位計低)。一般脈沖能量波的z大脈沖能量為1mW左右(平均功率為1μW左右)，不會對其他設備以及人員造成輻射傷害。

二、適用范圍及點：

    導波微波物位儀表用于對液體、漿料及顆粒料等介電常數比較小的介質的進行接觸連續測量，適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場合。

(1) 雷達物位計 采用一體化設計，無可動部件，不存在機械磨損，使用壽命長。

(2)雷達物位計測量時發出的電磁波能夠穿過真空，不需要傳輸媒介，具有不受大氣、蒸氣、槽內揮發霧影響的點，能用于揮發的介質如粗苯的液位測量。

(3)雷達物位計幾乎能用于所有液體的液位測量。電磁波在液位表面反射時，信號會衰減，當信號衰減過小時，會導致雷達液位計無法測到足夠的電磁波信號。導電介質能很好地反射電磁波，對MAT雷達液位計，甚至微導電的物質也能夠反射足夠的電磁波。介電常數大于1.5的非導電介質(空氣的介電常數為1.0)也能夠保證足夠的反射波，介電常數越大，反射信號越強。在實際應用中，幾乎所有的介質都能反射足夠的反射波。

(4)采用非接觸式測量，不受槽內液體的密度、濃度等物理性的影響。

(5)測量范圍大，z大的測量范圍可達0~35m，可用于高溫、高壓的液位測量。

(6)天線等關鍵部件采用高質量的材料，抗腐蝕能力強平衡流量計，能適應腐蝕性很強的環境。

(7)功能豐富，具有虛假波的學習功能。輸入液面的實際液位，軟件能自動地標識出液面到天線的虛假回波，排除這些波的干擾。

(8)參數設定方便，可用液位計上的簡易操作鍵進行設定，也可用HART協議的手操器或裝有MAT軟件的 PC機在遠程或直接接在液位計的通信端進行設定，十分方便。

雷達物位計的原理

    雷達物位計采用發射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線發射出電磁波，這些波經被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發射到接收的時間與到液面的距離成正比，關系式如下：

D=CT/2

式中 D——雷達液位計到液面的距離；C——光速；T——電磁波運行時間。

    雷達物位計記錄脈沖波經歷的時間，而電磁波的傳輸速度為常數，則可算出液面到雷達天線的距離，從而知道液面的液位。

三、雷達液位計 安裝的留意事項

    雷達液位計能否準確丈量，依靠于反射波的信號。假如在所選擇安裝的位置，液面不能將電磁波反射回雷達天線或在信號波的范圍內有干擾物反射干擾波給雷達液位計，雷達液位計都不能準確反映實際液位。因此，公道選擇安裝位置對雷達液位計十分重要，在安裝時應留意以下幾點：

(1)雷達物位計天線的軸線應與液位的反射表面垂直。

(2)槽內的攪拌閥、槽壁的黏附物和蹊徑等物體，假如在雷達液位計的信號范圍內，會產生干擾的反射波，影響液位丈量。在安裝時要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾。

(3)喇叭型的雷達液位計的喇叭口要超過安裝孔的內表面一定的間隔(>10mm)。棒式液位計的天線要伸出安裝孔，安裝孔的長度不能超過100mm。對于圓型或橢圓型的容器，應裝在離為1/2R(R為容器半徑)間隔的位置，不可裝在圓型或橢圓型的容器的處，否則雷達波在容器壁的多重反射后，匯集于容器的處，形成很強的干擾波，會影響正確丈量。

　 (4)對液位波動較大的容器的液位丈量，可采用附帶旁通管的液位計，以減少液位波動的影響。

    安裝完畢以后，可以用裝有MAT軟件的 PC機觀察反射波曲線圖，來判定液位計安裝是否恰當，如不恰當，則進一步調整安裝位置，直到滿足為止。

    在我公司的貯槽中，z初我們選擇雷達液位計安裝于離槽壁大約300mm的位置，用PC機觀察反射波曲線圖，在反射波前有一很強的干擾波，造成這種干擾波的主要原因可能是槽壁上的積垢。為避免這些因素的影響，我們選擇在距天線和支撐柱間隔各為1000mm的位置，用裝有MAT軟件的 PC機觀察反射波曲線圖，降低了干擾波的強度，有效地去除了干擾波的影響。

    對于有些安裝位置無法避免波的干擾波，還可利用MAT雷達物位計識別虛假波的功能，液位計能根據實際液位標識出干擾反射波，并存于雷達液位計的內部數據庫，使雷達液位計在數據處理時能識別這些干擾波，去除這些干擾反射波的影響，保證丈量的正確性

四、雷達物位計的維護

    雷達物位計主要由電子元件和天線構成，無可動部件，在使用中的故障少。使用中偶然碰到的題目是，貯槽中有些易揮發的有機物會在雷達液位計的喇叭口或天線上結晶，對它們只要按期檢查和清理即可，維護量少。

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