雷达液位计的工作原理及选型

1、雷达液位计的工作原理

雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测出发射波及回波的时差，从而计算出液面的高度。被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。

雷达液位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示等几部分组成。发射一反射一接收是雷达液位计工作的基本原理。它分为时差式和频差式。

时差式是发射频率固定不变，通过测量发射波和反射波的运行时间，并经过智能化信号处理器，测出被测液位的高度。这类雷达液位计的运行时间与液位距离的关系为：t=2d／c。式中C为电磁波传播速度，C=300000km／s；d为被测介质液位和探头之间的距离，m；t为探头从发射电磁波至接收到反射电磁波的时间，s。

频差式是测量发射波与反射波之间的频率差，并将这频率差转换为与被测液位成比例关系的电信号。这种液位计的发射频率不是一个固定频率，而是一等幅可调频率。

2、雷达液位计的特点及主要性能参数

雷达液位计在易燃、易爆、强腐蚀性、高温、粘稠等恶劣的测量条件下，更显示出其的性能，特别适用于大型立罐和球罐等的测量。不同厂家液位计的性能有所差异，详见厂家有关资料。对其性能的了解，有利于雷达液位计的正确运用。

3、雷达液位计的选型

天线是雷达液位计关键部件，天线的形状决定雷达波的聚焦和灵敏度。

喇叭口天线适用于绝大多数场合，聚焦特性特别好。现场许多储罐都选用此类型天线，但不适用于腐蚀性介质的测量。

杆式天线的安装法兰尺寸小，化学稳定性好，易清洗，对冷凝水的粘附不敏感，特别适用于测量腐蚀性介质（如硫磺）及较窄的安装短管里进行高精度测量。

法兰下置型天线适用于高温介质、腐蚀性介质或不能在顶部安装的环境。

抛物面天线聚焦性好，不受加热蒸汽的影响，特别适用于带加热蒸汽的大型容器的罐内测量，如渣油、沥青等的测量，测量范围可达40m

4、雷达液位计的安装

尽量避免在发射角内有造成假反射的装置，如限位开关、温度传感器等。特别要避免在距离天线zui近的1／3锥形发射区内有障碍装置（因为障碍装置越近，虚假反射信号越强）。若实在避免不了，建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度，使传感器较容易地将虚假信号滤出。

不可安装于入料口的上方，以免产生虚假反射。

传感器不要安装在拱型罐的中心处（否则传感器收到的虚假回波增强），也不能距离罐壁很近安装，由罐的内壁至安装短管的外壁之间的距离应大于罐直径的1／6。如雷达液位计定位图1所示传感器不要安装在有很强涡流的地方。如：由于搅拌或很强的化学反应等，建议采用导波管或旁通管安装方式。

液位计

若传感器安装在接管上，天线必须从接管伸出来，喇叭口天线伸出接管至少10ram如标准安装图2所示。

液位计

如果喇叭口长度小于安装短管时，应使用天线延伸管，如加天线延伸管的安装图3所示。

液位计

杆式天线接管长度及直径应根据不同厂家产品要求进行，杆式天线必须伸出安装短管，如杆式天线安装图4所示。

液位计

关于导波管：导波管内壁一定要光滑，直径均匀；不得进行焊接，任何过渡段不得产生0．1mm的焊缝；两排导波槽夹角180。（不是90。）；导波槽宽度或孔径zui大为管直径1／10，去毛刺，其数量和长度不会对测量产生影响：两孔之间的间距为15cm～50cm下面开口的导波管必须达到需要的zui低液位，这样才能在管道中进行测量。通常导波管结构如图5所示。

液位计

5、雷达液位计应用中存在的问题及解决方法

仪表的密封：电缆进线口、仪表盖密封不严导致雨水或其他液体、粉尘、潮湿气体等进入仪表内部，引起仪表电路部分出现故障。因此定货时一定要定密封接头，并且要安装好。必要时可订保护盖，把整个仪表包起来不失为一种好方法。天线结疤的处理：介电常数很小的挂料在干燥状态下对测量无影响，而介电常数很高的挂料则对测量有影响。可用压缩空气吹扫（或清水冲洗），且冷却的压缩空气可降低法兰和电气元件的温度。还可用酸性清洗液定期清洗结疤，但在清洗期间不能进行测量。

实践证明，只要选用雷达液位计时满足技术条件、符合安装要求，雷达液位计才能长期、可靠运行。