高品质雷达物（液）位计在工业中的应用

自高品质雷达物（液）位计进入市场，由于测量精度高、耐高温高压的能力强，以及采用非接触的测量方式，成为过程控制工业罐区物位监测的仪表，受到广大技术人员的欢迎。

在公司的生产车间，物位作为重要的过程参数已成为判断生产过程的效率、工作状况及经济性能的重要指标，物位测量仪表在连续与离散控制系统中的作用日趋突出，业主对测量仪表的测量、稳定可靠、多功能、智能化的要求也越来越高。雷达物位计是近年逐步在现场应用的*测量技术。在使用过程中也暴露出一些问题，主要是设计选型失误。由于雷达物位计种类和品牌较多，如果在设计阶段不能结合工矿条件选择适宜的产品，就可能造成雷达物位计无法正常使用。

高品质雷达物（液）位计在使用上具有以下优势：

1) 连续准确测量：由于雷达物位计不与被测介质接触，且受温度、压力、气体等影响非常小。

2) 维护方便，操作简单：雷达物位计具有故障报警及自诊断功能。

3) 适用范围广：非接触式测量，方向性好，传输损耗小，可测介质多。

4) 安装简单：在各行业应用中，雷达物位计可直接安装到储罐顶部，安装十分简单。

雷达物位计通常分为脉冲雷达和调频连续波雷达（FMCW）两种。脉冲雷达的工作模式与超声物位计相似:天线周期地发射微波脉冲，并接收物料面回波，同时对回波信号进行分析处理，确认有效回波，据之计算物位。线性调频连续波测距原理：天线发射的微波是频率波线性调制的连续波，当回波被天线接收到时，天线发射频率已经改变。根据回波与发射波的频率差可以计算出物料面的距离。E H公司的雷达物位计基本采用脉冲雷达原理。西门子公司LR400系列采用调频连续波雷达原理，LR300系列采用脉冲雷达原理。

高品质雷达物（液）位计特性分类

按发射雷达波的频率分，可分为高频雷达和低频雷达。高频雷达发射的20GHz以上的高频微波，根据波的特性：速度=波长*频率，我们可以得知24GHz高频的微波的波长较其他频段的雷达波的波长要短的多。一般的讲，固体料面的形状是倾斜而且粗糙的，较小的波长可以zui大程度上保证发射出去的雷达波能够在粗糙的固体表面zui大程度地被反射回雷达探头。因而高频雷达主要应用于固体介质和大量程场合的测量。低频雷达发射微波频率在100MHZ~6MHZ，主要应用于液体介质和小量程场合的测量。

按天线的形式分，可分为普通雷达和导波雷达。普通雷达发射的微波通过空间传播。导波雷达则是通过波导体传导来发射和接收电磁波的物位测量仪表。

导波雷达测量原理的基础是电磁波的时域反射性，该原理用于物位测量时，微波发生器每秒中产生20万个能量脉冲并发送入波导体，波导体与液体表面的接触时，由于波导体在气体中和液体中的导电性能大不相同，这种波导体导电性的改变使波导体的阻抗发生聚燃变化，从而产生一个物位反射原始脉冲。

高品质雷达物（液）位计使用的注意事项

1 介电常数的影响

低介电常数和变介电常数的被测介质，优选导波雷达。低介电常数液体介质反射信号弱，信号衰减严重，物位波动和泡沫散射引起信号减弱，罐内障碍物反射引起虚假信号，为此就需要发射较强的电磁波信号，并采用功能强的微处理器进行复杂的信号处理。这就使得常规交流供电雷达物位计价格非常昂贵，但仍难以较好的解决在上述条件下的物位测量问题。导波雷达和常规雷达一样，采用传输时间来测量介质物位，信号自烃类[介电常数2~3]液体表面或自水[介电常数80]面反射回传的时间一样的，不同的只是信号幅度[强度]的差别。普通雷达须考虑介质的影响，比较难辩识返回的各种信号，从杂散信号中检出真正的物位信号，而导波雷达仅需测量电磁波的传输时间即可，无需信号的处理和辨别。

2 固体物料测量

对于粉状物料，可以选择缆式导波雷达。由于微波在钢缆中传输，物料在输送过程中产生的粉尘对测量没有影响。闪速炉的精矿、石英、粉煤均采用E H公司的FMP40系列的缆式导波雷达，测量效果良好。对于颗粒状或块状物料，须选用高频雷达物位计。而且微波的发射角愈小愈好。因为微波的频率越高，微波的波长越短，保证发射出去的雷达波能够在粗糙的固体表面zui大程度地被反射回雷达探头，发射角愈小，形成杂波和漫发射的概率就越小。

3 液体、物位的测量

对于液面相对平稳的罐体，且被测液体的介电常数较高，可以选择普通雷达物位计。对于液面波动大、或带有搅拌的罐体，或被测液体的介电常数较低，应优选导波雷达。因为导波管对液面有整型作用，且导波雷达的微波反射不易受环境条件变化的影响。被测液体的介电常数和密度变化对测量结果没有影响。对于被测液体的粘度≥500cst，且液体粘附性较强的情况，不能选择导波管方式测量，因为粘附和结晶会堵死导波管。从而形成虚假物位。可以选择导波杆方式来测量。当介质在探头上的涂污对测量物位的影响可分为两种：膜状涂污和桥接。膜状涂污是在物位降低时，高粘液体或轻油浆在探头上形成的一种覆盖层。由于这种涂污在探头上涂层均匀，因此对测量基本无影响；但桥接性涂污的形成却能导致明显的测量误差，当块状或条状介质污垢粘结于波导体上或桥接于两个波导体之间时，就会在该点测得虚假物位。

4 雷达物位计的基本设定

1) 根据物位计测量储罐的形状，设定储罐特性。

2) 根据检测介质的特性设定介电常数。

3) 在过程条件一项选择所测介质的过程变化情况，如果是杆式的雷达物位计，还应该设定探头底部的接触情况。

4) 接下来按照工艺要求设定物位计的空标和满标值，如果是导波管的还应该设定导波管的直径。

5) 根据设定的空标值做全程抑制。

近年来，中国经济迅速发展，石油、化工、医药、食品等过程工业领域对雷达物位计的需求也将越来越大。相信雷达物位计将会有更好的明天，我们将不断提高现有雷达物位计技术水平和开发新型的物位计，为用户提供更好的服务。国产具有*自主知识产权雷达物位计的面世，为国内外用户提供了更大的选择空间，也为他们优化成本、合理配置资源提供了更大的方便。

雷达物位计在许多复杂条件下使用时，综合性能优于其他常规物位测量技术。雷达物位计不受工艺复杂条件的限制，如低介电常数和变介电常数（会影响射频导纳/电容式液面计工作）、变介质密度[影响浮筒和压力/差压式液面计工作]、气化、泡沫/液面波动[影响超声波液面计工作]等的影响，可很好地解决这些介质条件下的物位测量。

我们在选用物位仪表时，应区别不同介质工作条件及过程要求，选用成本低、精度高、价格适中、性能可靠的测量仪表