現(xiàn)代化的工業(yè)生產復雜程度不斷提高，對于傳統(tǒng)的液位測量儀表來說，傳統(tǒng)的液位測量裝置由于其固有的缺點已不能適用現(xiàn)代工業(yè)生產的需求，許多情況下的測量效里大打折扣，甚至有的無法滿足現(xiàn)場的測量要求。新的需求促求更新的儀表，雷達液位計就是其中具有代表性的產品，目前雷達液位計作為一種新型的液位測量裝置受到普遍關注，市場需求非常旺盛，在許多大型的工業(yè)采購項目中成為重要的液位測量儀表品種。為了幫助朋友們了解這種的儀表，小編撰此文詳盡地介紹了雷達液位計的工作原理及特性，測量系統(tǒng)的組成，選型要求和安裝要點等。　　

　一、引　言

雷達液位計是一種利用微波而實現(xiàn)的液位測量儀，用于對儲罐、緩沖罐、穩(wěn)波管、旁通管中的液體、顆粒、漿料的物位進行非接觸式測量，具有不受溫度、壓力、惰性氣體和蒸汽的影響，也不受被測介質物理特性變化等影響等優(yōu)點，近年來在電力、石化、冶金、化工等領域得到了廣泛應用。其特點在于：應用微波實現(xiàn)非接觸式測量，應用范圍廣，可用于液體、乳狀體、熔融體等形態(tài)物體的液位測量；被測介質可以是易燃、易爆、腐蝕性強的高溫、高壓狀態(tài)物質。采用數字與模擬兩種輸出方式，可以單臺或多臺按總線式配置，能方便地與上位監(jiān)控計算機相連接。具有智能化數據處理能力，雷達液位計有一干擾回波抑制功能。該儀表輻射率低，僅為1LW，對周圍環(huán)境及人員沒有危害。具有保安防爆功能，可帶到現(xiàn)場操作。通過對不同天線的匹配選擇，從而具有抗腐蝕功能。性能可靠、價格合理。
 

　　二、工作原理及其特性

雷達液位計是按“俯視式”時間行程測量原理進行工作的，用于測量探頭安裝處到液位表面的間距。其結構非常簡單，主要由儀表外殼、過程連接和短桿天線組成。天線起始處有一將脈沖延遲發(fā)射100mm或250mm的屏蔽管，以確保測量不受安裝接管處冷凝或粘附的影響。其測試原理見圖1。

雷達液位計

微波脈沖從天線處向被測介質表面發(fā)射，發(fā)射波在液面處被反射，反射波被同一天線接收，發(fā)射技術交流技術TECHNOLOGY及反射波束中的每一點都采用超聲采樣方法來采集，發(fā)射及反射波束均被采樣，經信號處理后得到過程連接處到被測介質表面的距離D，D正比于微波脈沖的時間行程T，即：D=C×T2(C是波束傳播速度，為常數)。因過程連接處到測量液位零點的距離E已知由此可算出液位高度L=E－D。通過本機顯示或外部系統(tǒng)接口可手工或半自動地輸入表格進行線性化處理，以便測量球罐、柱形罐、臥罐和圓柱錐底罐等容器的物位。通常，雷達液位計采用工作頻率為5.8GHz的微波脈沖信號，測量范圍可達20m，并在20m范圍內任意設定。其智能化程度較高，輸出4～20mA標準模擬信號并疊加HART協(xié)議數字通信信號，對于電流輸出型，測量液位下限E點和測量液位上限F點分別對應輸出4mA和20mA。對于數字輸出型，則分別對應物位的0%和。通過現(xiàn)場操作顯示器可把E、F等若干參數輸入雷達液位計，并存儲在內部EPROM中，雷達液位計在E與F設定值之間進行測量。

三、測量系統(tǒng)

　　1.單點測量系統(tǒng)

單點測量系統(tǒng)如圖2所示。雷達液位計采用兩線制24VDC供電，可以通過現(xiàn)場操作顯示器進行現(xiàn)場組態(tài)?；蚪涍^接口卡FXA191，將雷達液位計傳送出的模擬信號轉變?yōu)閿底中盘?，傳送至上位監(jiān)控PC機上進行遠程組態(tài)組態(tài)時將液位下限E及液位上限F等參數輸入雷達液位計，利用現(xiàn)場操作顯示器時以菜單形式顯示，可顯示復位、零點、滿量程、容器映圖、鎖定、解鎖等功能。通過PC機可以觀察到測量曲線，看到有哪些干擾，干擾物在何位置及干擾幅度有多大，并可啟動干擾自動抑制功能，使測量精度更加可靠。

　　2.多路測量系統(tǒng)

四、安裝方式

多個雷達液位計的模擬輸出信號通過FXN672接口模塊和ZA轉換器，進行數字轉換及傳送，然后連接到上位監(jiān)控總線系統(tǒng)，總線可選用MODBUS、PROFIBUS、FIP、INTERBUS等總線。上位監(jiān)控計算機通過總線按接口模塊的不同地址位與各個雷達液位計進行組態(tài)與數據傳輸。

在安裝時應注意：發(fā)射天線中心軸線與被測物料表面保持垂直，并與罐壁至少保證30cm的間距。避免安裝在儲罐中心位置，因為這樣會使虛假回波增強。盡量避開下料區(qū)，攪拌器等干擾源；盡量避開震動，高壓清洗及橫向負載。雷達液位計可以采用螺紋或法蘭直接安裝在罐頂部，也可安裝在導波管或旁通管頂部。與傳統(tǒng)接觸式液位計相比具有以下優(yōu)點：安裝簡便，安裝費用低。在煉油廠罐區(qū)測量應用時，可以不用清罐和倒罐，直接利用原有條件安裝，節(jié)省時間和費用；維護費用低，幾乎免維護，要求備品備件量少，節(jié)約資金。降低了儀表工的勞動強度，提高了生產效率；智能化，精度高，工作可靠，功能強大。有自檢、干擾抑制、隨時顯示、檢查輸出電流值、人工模擬輸出液位值和電流值等功能，并可將罐內液位轉換成體積顯示和輸出。輸出數字信號可以進行通信，保證將來系統(tǒng)升級。

雷達波是一種特殊形式的電磁波，電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度相當于光速。其頻率為300MHz-3000GHz，雷達物位計利用了電磁波的特殊性能來進行料位檢測。發(fā)射—反射—接收是雷達液位計的基本工作原理，

       雷達物位計發(fā)射的電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測介質導電性越好或介電常數越大，回波信號的反射效果越好。用于液體或固體的非接觸液位變送器 不受電導常數，溫度，壓力和密度變化影響， 雷達物位計的精度可達±1mm 測量范圍可達100m ，罐底跟蹤(TBF)方式用于測量低電導常數，介質法蘭溫度可達250°C 介質溫度-60°C—600°C 壓力可達64bar，雷達物位計適用于酸堿儲罐、漿料儲罐、固體顆粒、小型儲油罐。各類導電、非導電介質、腐蝕性介質。如煤倉、灰倉、油罐、酸罐等。其以測量壓力容器內液位，可以疏忽高溫、高壓、結垢和冷凝物的影響優(yōu)勢，以及精度較高、與介質無直觸摸摸、耐腐蝕性強、可在真空環(huán)境中運用，雷達物位計因其設備簡潔等特點得到了廣泛應用，在液位測量中得到廣泛的應用，正在過程測量領域發(fā)揮越來越重要的作用。

一、雷達物位計訂貨選型需要知道的數據：

　   1、被測量的介質類型，液體還是固體。如果是液體：液面是否有蒸汽、霧氣、泡沫、波浪、攪拌、漂浮物；如果是固體：是否有粉塵。

 　　2、介質的低～高溫度，低～大壓力。

 　　3、介質的腐蝕性，如果是放在罐子內的，雷達物位計需要知道罐子的材質，有沒有防腐的襯里。

 　　4、高頻雷達液位計是否需要防爆、防腐。

 　　5、測量范圍是幾米，要求盲區(qū)是多少。

 　　6、連接方式：法蘭連接、螺紋連接。

 　　7、工作環(huán)境：例如敞口的池子、有蓋板的池子、臥罐、立罐、球罐，罐子是否同大氣壓等。

 　　8、工作電壓：24VDC。

 　　9、輸出信號：4～20mA電流。

二、雷達物位計使用注意事項：

　　1、本儀表在室外使用，好安裝遮陽篷或者保護箱，以免時間長了，液晶屏受陽光照射而老化。如果在有腐蝕性氣體的環(huán)境中使用，需要加裝防腐外套，并且擰緊儀表的外表殼和進出線端子。雷達物位計在有腐蝕性氣體或液體的場合使用，或者在海邊、海上使用，需要選用防腐型的。

　　2、電線、電纜保護管，要注意密封防止積水，防止被老鼠等嚙齒類動物撕咬。

 　　3、儀表雖然自身帶有防雷器件，但雷達物位計在多雷地區(qū)使用時，建議在儀表的進出線端另外安裝的防雷裝置。

　　4、儀表在特別炎熱、寒冷的地方使用，即周圍環(huán)境溫度有可能超出儀表的工作要求時，建議在液位儀周圍加設防高、低溫裝置。

　　5、雷達要和被測的液面垂直，在雷達的電磁波發(fā)射的錐形的范圍內不能有其它障礙物。

 　　6、如果在<-20℃或>+60℃的溫度下使用，請事先聯(lián)系本公司的技術服務部門。

 　　7、雷達物位計使用環(huán)境有粉塵、蒸汽、霧氣，液面有泡沫、漂浮物，液體有攪拌，波浪等情況請事先聯(lián)系本公司技術服務部門，需要區(qū)別對待。