雷達(dá)液位計(jì)的工作原理及選型
1、雷達(dá)液位計(jì)的工作原理
雷達(dá)液位計(jì)是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被探測(cè)容器的液面發(fā)射，當(dāng)電磁波碰到液面后反射回來(lái)，儀表檢測(cè)出發(fā)射波及回波的時(shí)差，從而計(jì)算出液面的高度。被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)的反射效果越好。
雷達(dá)液位計(jì)主要由發(fā)射和接收裝置、信號(hào)處理器、天線、操作面板、顯示等幾部分組成。發(fā)射一反射一接收是雷達(dá)液位計(jì)工作的基本原理。它分為時(shí)差式和頻差式。
時(shí)差式是發(fā)射頻率固定不變，通過(guò)測(cè)量發(fā)射波和反射波的運(yùn)行時(shí)間，并經(jīng)過(guò)智能化信號(hào)處理器，測(cè)出被測(cè)液位的高度。這類雷達(dá)液位計(jì)的運(yùn)行時(shí)間與液位距離的關(guān)系為：t=2d／c。式中C為電磁波傳播速度，C=300000km／s；d為被測(cè)介質(zhì)液位和探頭之間的距離，m；t為探頭從發(fā)射電磁波至接收到反射電磁波的時(shí)間，s。
頻差式是測(cè)量發(fā)射波與反射波之間的頻率差，并將這頻率差轉(zhuǎn)換為與被測(cè)液位成比例關(guān)系的電信號(hào)。這種液位計(jì)的發(fā)射頻率不是一個(gè)固定頻率，而是一等幅可調(diào)頻率。
2、雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)及主要性能參數(shù)
雷達(dá)液位計(jì)在易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕性、高溫、粘稠等惡劣的測(cè)量條件下，更顯示出其的性能，特別適用于大型立罐和球罐等的測(cè)量。不同廠家液位計(jì)的性能有所差異，詳見廠家有關(guān)資料。對(duì)其性能的了解，有利于雷達(dá)液位計(jì)的正確運(yùn)用。
3、雷達(dá)液位計(jì)的選型
天線是雷達(dá)液位計(jì)關(guān)鍵部件，天線的形狀決定雷達(dá)波的聚焦和靈敏度。
喇叭口天線適用于絕大多數(shù)場(chǎng)合，聚焦特性特別好。現(xiàn)場(chǎng)許多儲(chǔ)罐都選用此類型天線，但不適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量。
桿式天線的安裝法蘭尺寸小，化學(xué)穩(wěn)定性好，易清洗，對(duì)冷凝水的粘附不敏感，特別適用于測(cè)量腐蝕性介質(zhì)（如硫磺）及較窄的安裝短管里進(jìn)行高精度測(cè)量。
法蘭下置型天線適用于高溫介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)或不能在頂部安裝的環(huán)境。
拋物面天線聚焦性好，不受加熱蒸汽的影響，特別適用于帶加熱蒸汽的大型容器的罐內(nèi)測(cè)量，如渣油、瀝青等的測(cè)量，測(cè)量范圍可達(dá)40m
4、雷達(dá)液位計(jì)的安裝
盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置，如限位開關(guān)、溫度傳感器等。特別要避免在距離天線zui近的1／3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置（因?yàn)檎系K裝置越近，虛假反射信號(hào)越強(qiáng)）。若實(shí)在避免不了，建議用一個(gè)折射板將過(guò)強(qiáng)的虛假反射信號(hào)折射走。這樣可以減小假回波的能量密度，使傳感器較容易地將虛假信號(hào)濾出。
不可安裝于入料口的上方，以免產(chǎn)生虛假反射。
傳感器不要安裝在拱型罐的中心處（否則傳感器收到的虛假回波增強(qiáng)），也不能距離罐壁很近安裝，由罐的內(nèi)壁至安裝短管的外壁之間的距離應(yīng)大于罐直徑的1／6。如雷達(dá)液位計(jì)定位圖1所示傳感器不要安裝在有很強(qiáng)渦流的地方。如：由于攪拌或很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)等，建議采用導(dǎo)波管或旁通管安裝方式。
液位計(jì)
若傳感器安裝在接管上，天線必須從接管伸出來(lái)，喇叭口天線伸出接管至少10ram如標(biāo)準(zhǔn)安裝圖2所示。
液位計(jì)
如果喇叭口長(zhǎng)度小于安裝短管時(shí)，應(yīng)使用天線延伸管，如加天線延伸管的安裝圖3所示。
液位計(jì)
桿式天線接管長(zhǎng)度及直徑應(yīng)根據(jù)不同廠家產(chǎn)品要求進(jìn)行，桿式天線必須伸出安裝短管，如桿式天線安裝圖4所示。
液位計(jì)
關(guān)于導(dǎo)波管：導(dǎo)波管內(nèi)壁一定要光滑，直徑均勻；不得進(jìn)行焊接，任何過(guò)渡段不得產(chǎn)生0．1mm的焊縫；兩排導(dǎo)波槽夾角180。（不是90。）；導(dǎo)波槽寬度或孔徑zui大為管直徑1／10，去毛刺，其數(shù)量和長(zhǎng)度不會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響：兩孔之間的間距為15cm～50cm下面開口的導(dǎo)波管必須達(dá)到需要的zui低液位，這樣才能在管道中進(jìn)行測(cè)量。通常導(dǎo)波管結(jié)構(gòu)如圖5所示。
液位計(jì)
5、雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用中存在的問(wèn)題及解決方法
儀表的密封：電纜進(jìn)線口、儀表蓋密封不嚴(yán)導(dǎo)致雨水或其他液體、粉塵、潮濕氣體等進(jìn)入儀表內(nèi)部，引起儀表電路部分出現(xiàn)故障。因此定貨時(shí)一定要定密封接頭，并且要安裝好。必要時(shí)可訂保護(hù)蓋，把整個(gè)儀表包起來(lái)不失為一種好方法。天線結(jié)疤的處理：介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)下對(duì)測(cè)量無(wú)影響，而介電常數(shù)很高的掛料則對(duì)測(cè)量有影響。可用壓縮空氣吹掃（或清水沖洗），且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電氣元件的溫度。還可用酸性清洗液定期清洗結(jié)疤，但在清洗期間不能進(jìn)行測(cè)量。
實(shí)踐證明，只要選用雷達(dá)液位計(jì)時(shí)滿足技術(shù)條件、符合安裝要求，雷達(dá)液位計(jì)才能長(zhǎng)期、可靠運(yùn)行。