雷达液位计分享

David

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一、结构组成

       雷达液位计所用部件大体一致，其主要包括电路部分、天线及发射（接收）器、安装附件三部分。因天线不同，雷达物位计可分为导波雷达、普通雷达两大类。

       导波雷达物位计是在电磁波发射器下方安装金属导波体，让高频的无线电波沿着金属体垂直向下传播，当电磁波碰到被测介质表面时，发生反射，沿着波导体垂直返回到天线内部的接收器中，分析计算，得出被测液体的液面高度。根据金属导波体的不同，导波雷达可分为缆式、杆式。

       缆式的导波体为柔性的不锈钢金属绳，其末端栓金属重物，以保证金属绳在被测液体中垂直到底，防止漂浮摆动而弯曲。此类雷达物位计多用于底下罐、零位罐等地面以下的液位测量。

       杆式的导波体因导波杆、天线的不同，可分为有金属杆式的、通过金属管的喇叭天线式的、带有旁通测量筒的导波雷达。此类雷达物位计主要用于高出地面的储罐液位测量。

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二、工作原理

       雷达液位计运用了TDR(时域反射)原理，通过探头发射波和液面反射波之间的时间差来测量液位。雷达液位计采用发射-反射-接收的工作方式，采用导波天线发射出超高频电磁波,当电磁波碰到液面后，由于介电常数发生突变，导致探头特性阻抗发生变化,信号被反射回来，反射波被天线接收，仪表检测出发射波及回波的时差，并经过智能化信号处理器，计算出被测液位的高度。

       经信号处理后得到法兰连接到被测介质表面的距离D。D与脉冲传播时间t成正比，即：

D=C*t/2

       其中，C为光速。

       因罐体高度为H，可计算出液面高度h=H-D。

       导波雷达液位计的控制电路周期性产生脉冲信号，经过功率放大和发射电路后，产生出5.8CHz的脉冲信号，通过射频连接器、法兰和导波杆相连使信号在导波杆上传播。发射的脉冲在导波杆接口处,首先会产生一个顶部回波,接着会沿着导波杆往下传播。

       当遇到介质平面时，在交界接触处，由于介电常数发生变化，导致探头阻抗特性发生变化，因此在交界处产生一个回波,即液位回波。这些回波会被反射回接收电路，进行运算输出。

       实际上，由于被测液体本身和探头的原因，在量程的上部和下部都存在一段死区，分别为上部死区和下部死区，测量误差会偏大。

       上部死区液面到上参考点之间能测到的最小距离大约110-150mm；

       下死区是在探头的底部，随着储罐内真实液位变化，测量结果没有变化的一部分。

三、使用安装

       1、建议罐体内壁至安装液位计的水平位置距离应小于等于罐直径的1/4。

       2、最佳安装位置为，离罐壁最小距离为300mm，建议安装距离>=500mm，如果不能保持仪表与罐壁的距离，罐壁上的介质会黏附造成虚假回波。

       3、不能安装在进料口的上方。

       4、不能安装在中心位置，如果安装在中心位置，会产生多重虚假回波，干扰回波导致信号丢失。

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四、优缺点

       （一）优点

       1、非接触式液位测量：不需要与被测液体接触，能够适应高温、高压、腐蚀等环境；

       2、高精度、高可靠性：测量精度高，可以长期稳定地工作；

       3、多种信号输出方式：包括模拟量、数字量、RS485等多种信号输出方式，方便与其他设备联动；

       4、易安装、易维护：设备体积小、重量轻，安装方便，同时故障率低，易于进行维护。

       （二）缺点

       1、价格较高：相比于其他液位测量仪表，雷达液位计的价格较高；

       2、测量范围受限：受限于天线尺寸和工艺条件等因素，雷达液位计的测量范围有一定限制。

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