雷達液位計選型指南

時間：2022-02-21

物位儀表在選型時，與壓力、流量等儀表有很大不同。物位測量的現(xiàn)場工況千差萬別，很難設計出能滿足所有工況應用的物位儀表。
在非接觸式物位測量儀表中，超聲波物位計和雷達物位計是兩大主流儀表。這兩類儀表各有特點，只有充分了解儀表特點及應用條件，才能做到選型合理，充分利用儀表的測量性能。

超聲波物位計

傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計應用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為較小回波幅度（在較惡劣條件下回波幅度）比較大噪聲幅度（虛假回波、多徑反射回波等的幅度）。回波質(zhì)量數(shù)值越大，物位計應用效果越好。
超聲波物位計工作頻率及測量性能：傳感器高頻(40-70KHz)工作時，傳感器的尺寸小，盲區(qū)小，方向性好，精度高，但其聲波衰減快，傳播介質(zhì)（空氣）波動時穿透性差，測距較小。傳感器低頻(10-20KHz)工作時，傳感器尺寸大，盲區(qū)大，方向性不好，精度低，其優(yōu)勢是聲波衰減慢，傳播介質(zhì)（空氣）波動時穿透性較好，測距稍遠。
超聲波的回波強度主要受以下兩個因素影響：

１.傳播介質(zhì)越穩(wěn)定越有利于傳播。

超聲波是機械波。機械波在傳播過程中會受到傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響。例如：有一池塘水，當風平浪靜時，往池塘中扔一石子就可看到水波紋，當大風使池塘水起波浪時，往池塘中扔很大的石頭都難看到水波紋。引起空氣波動因素很多，如：粉塵，氣浪，蒸汽，料流等都會引起空氣波動，降低回波質(zhì)量，影響測量效果。當粉塵，氣浪等現(xiàn)象嚴重時，建議用低頻超聲波物位計來測量。

2.被測介質(zhì)表面越平整，聲阻抗越大（越硬）越有利于反射回波。

在固體測量時，被測表面都是不平的，有一定的安息角。在這種條件下的反射波是漫反射波。由于反射與波長有關，當反射面的線度可與波長相比時或較大時，才能發(fā)生反射。顯然，工作頻率越高，其波長越小，對于較小的物料，較易于發(fā)生漫反射。例如，頻率為10KHz的機械波在空氣中的波長是34mm，大多數(shù)情況下，物料的線度都不會有這么大。此外，低頻工作時，**波的開角大，回波就會很寬。這時測得的數(shù)據(jù)也就不準了，有時會差幾百毫米甚至1米或更多。因此，測量顆粒較小的固體料位，建議使用高頻超聲波物位計。西安賽譜自動化儀表技術有限公司
綜上述，考慮現(xiàn)場工況時，應特別注意兩個方面：換能器到被測介質(zhì)間的空氣狀態(tài)和被測介質(zhì)的表面狀態(tài)。
超聲波物位計的選擇：

１.換能器

生產(chǎn)商給出的較大量程一般是在實驗室條件下才能達到。實際應用時，選擇量程時，要留有余量。應確保測量距離為儀表較大量程的0.3-0.5倍。較好有應用案例。

２.控制表

應選擇有回波顯示功能的控制表。由于物位測量工況的不確定性，物位計的工作性能僅用數(shù)字表示是不夠的?；夭@示是將換能器到被測介質(zhì)之間全過程的回波顯示出來。盲區(qū)附近的波形狀況，真實回波、虛假回波以及雜散噪聲的幅度、寬度以及信噪比等有關測量性能的因素通過回波曲線的形式全面反映出來，使用戶做到一目了然，心中有數(shù)。
一臺好的超聲波物位計應具備的性能：頻率高、**波開角?。ǚ较蛐院茫?，換能器諧振好（盲區(qū)?。?，換能器要起振快，剎車快，諧振頻率準。全量程回波處理動態(tài)范圍大（100-120dB），回波圖形顯示。在多虛假回波的工況下，回波波形不斷變化時，物位計應能準確地捕獲真實回波。因此，物位計的回波　　處理軟件應具有良好的算法（是一種物位測量應用經(jīng)驗積累的總和）。
超聲波物位計目前市場**：由于雷達技術的普及和發(fā)展以及雷達的技術特點，在物位測量中，超聲波物位計有被雷達物位計取代的趨勢。綜合性價比分析，在液位測量方面，超聲波物位計還有市場。

雷達物位計

非接觸物位測量中，雷達技術的應用近年來獲得快速發(fā)展。超聲波物位計中換能器是眼睛，而雷達物位計中高頻頭和天線是眼睛，回波處理是物位計的大腦。雷達物位計繼承了超聲波物位計的回波處理技術。
雷達物位計發(fā)出的電磁波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計應用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為較小回波幅度（在較惡劣條件下回波幅度）比較大噪聲幅度（虛假回波、多徑反射波等的幅度）?；夭ㄙ|(zhì)量數(shù)值越大，物位計應用效果越好?！∥靼操愖V自動化儀表技術有限公司

回波強度主要受以下因素影響

傳播介質(zhì)介電常數(shù)越穩(wěn)定越有利于傳播。雷達波是電磁波，電磁波在傳播過程中不受傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響，只與其介電常數(shù)有關。這是雷達技術與超聲波技術的重大區(qū)別。

被測介質(zhì)表面越平整，其介電常數(shù)越大越有利于回波反射。

所以考慮現(xiàn)場工況時，應特別注意這兩個方面：（1）天線到被測介質(zhì)間空氣介電常數(shù)的分布（2）被測介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。

雷達物位計的優(yōu)點是：不受空氣波動影響，隨距離衰減小，穿透力強。西安賽譜自動化儀表技術有限公司 029-81029973
雷達的局限性：1）影響雷達的性能是介電常數(shù)，理論上在真空中雷達衰減較小，當空氣中存在對雷達衰減物質(zhì)，例如：含高介電性的粉塵粉末（石墨，鐵合金等），水蒸氣很大，測量距離和效果要受影響。2）被測介質(zhì)的揮發(fā)氣體會在天線上聚集，水蒸汽會在天線上聚結，此時，會影響雷達波**，嚴重時雷達波不能發(fā)出。3）被測介質(zhì)的介電常數(shù)不能太小。4）盡管溫度和壓力對雷達影響較小，但雷達天線是由材料做成，雷達可適應溫度和壓力的范圍與使用的材料和密封結構有關。
雷達物位計目前已成為市場上的主流產(chǎn)品，而低頻率雷達物位計盡管具有價格相對低廉的優(yōu)點，但在主要應用領域中，屬于逐漸被淘汰的產(chǎn)品。從超聲波物位計的應用中得知，要獲得比較好的回波，換能器工作頻率大約40KHz，波長大約9mm，這時**波的開角為7°-8°。工作頻率越高，其開角越小，但其量程較小。與超聲波類比，雷達物位計要獲得上述效果的回波，其工作頻率應為26GHz，此時，其波長為11mm。當用口徑為100mm的喇叭時，可獲得7°-8°開角的**波。若雷達工作頻率是6GHz，則相當于超聲波的工作頻率為10KHz。而工作頻率為10kHz的超聲波物位計在物位測量中各項指標都很不理想，特別不適于固體料位的測量。與低頻率雷達相比，高頻雷達有以下優(yōu)點：
1）高頻雷達物位計（主要指26GHz和24GHz）具有能量高，波束角?。ㄒ话悝?5的喇叭天線的波束角為8o，而6GHz低頻脈沖雷達的喇叭天線直徑為Φ246時，波束角為15o），天線尺寸小，精度高等優(yōu)點。
2）26GHz雷達波長11mm，6GHz雷達波長50mm，雷達測量散裝料位時，雷達波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強度與物料大小成正比，與波長成反比，而大部份散裝料直徑遠遠小于50mm，這就是為什么目前26GHz雷達是散裝料物位測量的較佳選擇。
3）在一些直徑小高度矮的小罐應用中， 6GHz雷達天線長（300-400mm）無形中增大了盲區(qū)（大約600mm），由于6GHz雷達方向性差（開角大）在小罐中會產(chǎn)生多徑反射；26GHz雷達頻率高頻，天線短，方向性好，克服了6GHz雷達的缺點，適用于小罐測量。
4）由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，隨著時間推移，雷達天線會堆積污物、水汽等，26GHz雷達天線小，加天線罩可大大改善污物、水汽影響；6GHz雷達天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理困難。
5）由于26GHz雷達方向性好，很多惡劣工況，可通過簡單隔離，將雷達裝在容器外進行測量。
目前，26GHz雷達物位計的價格已與6GHz雷達物位計價格相當，這較促進了26GHz雷達物位計的應用。可以預見，6GHz雷達物位計市場占有率會大大降低。隨著技術的進步，我們期待較高頻率（如：90GHz）、較小開角（如：2°，3°）、較小體積的雷達物位計的面世。我們將在此領域中不懈地努力，將雷達物位測量做到較致。

導波雷達物位計——非接觸雷達物位測量的補充

導波雷達物位計**脈沖電磁場，以導波纜為中心100mm為半徑，沿纜向前傳播，遇介質(zhì)返回。除有非接觸雷達的特點以外，導波雷達方向性好，頻率低（500M-1GHz）穿透性好。缺點是顯然的，尤其在固體測量中，調(diào)試維修都不方便，經(jīng)常會磨損，甚至斷纜?？衫脤Рɡ走_物位計低頻的穿透性實現(xiàn)某些特殊應用。如：油水界面；以及利用纜的末端反射測量介電常數(shù)非常小的粉末（除塵粉倉）粉位測量等。
在高溫、高壓工況條件下，導波雷達物位計與脈沖（非接觸）雷達物位計相比較具優(yōu)勢。脈沖雷達天線由不銹鋼和PTFE構成，而PTFE較高使用溫度200°，較高壓力4MP。當導波雷達用不銹鋼和陶瓷構成時，較高使用溫度400°，較高壓力40MP。

詞條
詞條說明
雷達液位計的應用技術探討分析
?雷達液位計自打進入市場以來，由于其精度較高，可靠性也高，使用方便，因此在罐區(qū)中用量*增加，成為近十年罐區(qū)液位優(yōu)選儀表。也可以用來測量一些高溫，有毒，有腐蝕性的液體液位，或者是測量方式比較復雜的位置和工礦，如有攪拌器等等雷達液位計在油庫油罐油位測量、化工廠化工液體儲罐液位測量上有廣泛的應用。? ?**-放射-接受是雷達液位計的工作原理，它是通過(電磁波)微波傳輸信號
電磁流量計在污水處理廠的應用
0 引言隨著**人口急劇增長，工業(yè)發(fā)展*，**水資源狀況*惡化，“水危機”日趨嚴重。應對這種情況，我國**將在“十一五”期間投資3000億元新建、改建數(shù)千座污水處理廠，以推進城市污水處理和利用，污染減排。在這樣的大背景下，安徽省黃山市正投資興建某污水處理廠，目前已建成日處理水15000m3污水一期工程，擔負著生活、工業(yè)污水凈化的重要任務，改善水體環(huán)境質(zhì)量，使黃山市成為一座山清水秀的城市。 2
雷達液位計FMR20
一、FMR20雷達液位計產(chǎn)品介紹 Micropilot FMR20進行連續(xù)非接觸式物位和流量測量(通過線性化表)，特別適用于水和污水行業(yè)，以及各行業(yè)中的公用工程?？梢酝ㄟ^HART調(diào)試，或使用藍牙app或遠程顯示單元無線調(diào)試。使用app可以在每臺支持藍牙的智能手機或平板電腦(iOS、Android)上顯示信號曲線。采用一體式結構設計，配備*一**的芯片，儀表可以安裝狹小空間中使用。二、FMR20雷
雷達液位計測量技術探討
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