四氟棒式雷達液位計
測量原理：
雷達液位計天線發(fā)射較窄的微波脈沖，經(jīng)天線向下傳輸，這個脈沖以光速在空間傳播，遇到被測介質(zhì)表面，其部分能量被反射回來，被同**線接收，發(fā)射脈沖和接收脈沖的時間間隔與天線到被測介質(zhì)表面的距離成正比。由于電磁波的傳播速度*，發(fā)射脈沖和接收脈沖的時間間隔很?。{秒量級）很難確認。26G系列雷達物位計采用一種特殊的相關(guān)解調(diào)技術(shù)，可以準確識別發(fā)射脈沖和接收脈沖的時間間隔，從而進一步計算出天線到被測介質(zhì)表面的距離。
特點：
雷達物位計采用了高達26GHz的發(fā)射頻率，因而具有以下特征：
?波束角小，能量集中，具有更強抗*力，大大提高了測量精度和可靠性；
?天線尺寸小，便于安裝和加裝防塵罩等天線防護裝置；
?測量盲區(qū)更小，對于小罐測量也會起到良好的效果；
?波長更短，對小顆粒狀物質(zhì)的料位測量更合適。
采用了*的微處理器和*的EchoDiscovery回波處理技術(shù)，因此雷達物位計可應(yīng)用于各種復雜的工況。
采用脈沖工作方式，雷達物位計發(fā)射功率極低，可安裝于各種金屬、非金屬容器內(nèi)，對人體及環(huán)境均無傷害。
類型：
油庫油罐雷達液位計設(shè)計選型：
目前隨著油庫自動計量系統(tǒng)的不斷改進，出現(xiàn)了各種形式的儲罐液位計及庫存管理系統(tǒng)。高精度液位計中應(yīng)用范圍廣的就是雷達液位計。雷達液位計有多種形式和不同的安裝方式。應(yīng)用人員在設(shè)計選型容易混淆，文章從工作原理、介質(zhì)特性、天線形式和安裝注意事項幾方面進行研究分析，結(jié)合在大型油庫的實際應(yīng)用經(jīng)驗，給出了選型建議。
目前國內(nèi)外用于貿(mào)易交接計量的儲罐液位自動計量系統(tǒng)通常是混合式油罐測量系統(tǒng)（H T M S,hy brid t a n kmeasurement system）。HTMS中常用的就是雷達液位計。雷達液位計沒有活動部件，沒有機械磨損，實際使用中發(fā)現(xiàn)工作時間一般都能達到10年，不污染環(huán)境，安裝方便。當儲罐內(nèi)介質(zhì)比較粘稠、腐蝕性強時，非常適用。雷達液位計的精度高，工作溫度范圍寬，工作壓力可達4MPa，測量范圍為0~40m。通過采用不同的天線形式及導波管的應(yīng)用能夠滿足測量大部分儲罐液位的要求。
1 工作原理及分類
滿足貿(mào)易交接計量精度（±1mm）的雷達都是非接觸式雷達液位計。從測量原理上基本分為2大類：
（1）基于時間差法（time of flight）：天線發(fā)射以光速傳播的電磁波，當滯后一段時間電磁波碰到液面后，會反射回來。距離與滯后時間成正比，儀表通過測出從發(fā)射到接受之間的滯后時間，來確定設(shè)定面與反射面之間的距離（空高）。
（2）復合調(diào)頻式原理（FMCW）。線性調(diào)頻的等幅微波信號通過天線發(fā)射出去，遇到障礙物時被反射回來，延遲一段時間后，儀表接受被反射回來的微波信號，并與部分發(fā)射波混頻。混頻輸出信號的頻率與被測距離成正比。當固態(tài)源的調(diào)制頻率和頻偏一定時，只要測出差頻頻率，通過信號處理技術(shù)就可以計算得到距離（空高）。
2 液位測量影響因素
2.1 罐內(nèi)溫度對儀表測量精度的影響
雷達天線發(fā)射的電磁波在真空中也可以傳播。在空氣中傳播時，溫度變化基本不影響其傳播速率。當被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，其帶來的反射時間變化很小。
2.2 罐內(nèi)壓力對儀表測量精度的影響
微波傳播幾乎不受空氣密度變化的影響，因此雷達液位計能在真空或受壓狀態(tài)下正常工作，真空狀態(tài)下微波傳播速率相對空氣狀態(tài)下僅變化0.029％[ 1 - 3 ]；但當操作壓力高到某一范圍時，壓力對測量帶來的誤差就不容忽視。
2.3 介質(zhì)特性對測量的影響
液體介質(zhì)的相對介電常數(shù)、液體表面的穩(wěn)定程度和氣泡等因素都會影響雷達波信號的反射，可能導致液位計無法正常工作。
雷達液位計測量罐內(nèi)液面時，好是穩(wěn)定的，規(guī)則的液面。但是當液體有流進流出時，會有波浪使液面波動，在生產(chǎn)過程中還可能出現(xiàn)沸騰或起泡沫的現(xiàn)象，使液面變得模糊。
電磁波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的介電常數(shù)越小，衰減率越大，衰減率大了反射率就小。所以介電常數(shù)小--反射率弱--信號強度低。當被測介質(zhì)的相對介電常數(shù)小到一定值時，雷達波的有效反射信號衰減過大，儀表接受到的反射波能量過小，再加上干擾波會導致液位計無法正常工作。不同公司的雷達液位計對小相對介電常數(shù)的要求不同的，這是因為介電常數(shù)的大小與溫度和電磁場有關(guān)。但是通過其他措施減少電磁波反射能量損失或提高儀表內(nèi)部的信號處理技術(shù)，儀表對相對介電常數(shù)低值的硬性要求也越來越小。
目前主要廠商（如：Honeywell，Saab）的產(chǎn)品可以測量相對介電常數(shù)只有1.2的介質(zhì)。
對于沸騰或擾動大的液面或被測介質(zhì)介電常數(shù)小，或為消除儲罐、容器結(jié)構(gòu)形狀可能導致的干擾影響，應(yīng)采用導波管及其它措施，增強回波信號，以確保測量精度。
3 天線形式及設(shè)計選型
天線的結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)，應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的特性，儲罐類型、開口、罐內(nèi)溫度、壓力等因素確定。常見的形式有喇叭形（錐形）天線，拋物面天線，導波管陣列（平面）天線和棒狀天線等。
對于常規(guī)的拱頂罐，雷達液位計應(yīng)是喇叭形（錐形）天線設(shè)計，可無需使用導向管，且可以靠近罐壁安裝，并保證測量的準確度。
對于比較粘稠和需要伴熱的拱頂罐，具有抗粘連能力的拋物面天線雷達非常適合，通常不用設(shè)導波管。
對于浮頂罐，雷達液位計應(yīng)采用平面天線設(shè)計，以便于安裝在油罐的導波管上。
對于高壓球罐，天線形式為加長喇叭口天線配導波管，還要配套提供一體化球閥，便于雷達液位計在帶壓狀態(tài)下的維護。為了在儲罐帶壓運行條件下進行測量校驗，需要安裝參考設(shè)備：在導波管孔內(nèi)的參考針以及位于下方管道末端的帶參考環(huán)的反射板可在固定距離和已知的距離提供參考回波。
4 安裝注意事項
雷達液位要杜絕安裝儲罐頂部的中心處，這是因為天線發(fā)射的電磁波是在罐內(nèi)整個空間傳播的，罐壁和罐底反回來的電磁波會集中在中心處，形成很大的干擾，會淹沒正常的從介質(zhì)表面反射回來的電磁波。
采用喇叭天線雷達液位計，天線伸出接管至少10mm，如果在容器上的接管長度無法滿足上述要求，可以使用天線延伸管或咨詢制造廠設(shè)計合適的接管長度。
沒有配置導波管的雷達液位計根據(jù)天線形式的不同，所要求的儀表安裝連接短管距罐內(nèi)壁的距離也不同。通常，液位計連接短管中心距管內(nèi)壁的距離不宜小于波束寬的1/2。波束寬=2×測量距離×tan（波束角/2），波束角為雷達波能力密度達到大值的一半時的角度。當天線發(fā)射的微波頻率固定時，尺寸越大，波束角越小。拋物面天線相比于喇叭形天線，波束寬要小的多。
