現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)復(fù)雜程度不斷提高，對(duì)于傳統(tǒng)的液位測(cè)量?jī)x表來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的液位測(cè)量裝置由于其固有的缺點(diǎn)已不能適用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需求，許多情況下的測(cè)量效里大打折扣，甚至有的無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量要求。新的需求促求更新的儀表，雷達(dá)液位計(jì)就是其中具有代表性的產(chǎn)品，目前雷達(dá)液位計(jì)作為一種新型的液位測(cè)量裝置受到普遍關(guān)注，市場(chǎng)需求非常旺盛，在許多大型的工業(yè)采購(gòu)項(xiàng)目中成為重要的液位測(cè)量?jī)x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(dá)液位計(jì)的工作原理及特性，測(cè)量系統(tǒng)的組成，選型要求和安裝要點(diǎn)等。　　

　一、引　言

雷達(dá)液位計(jì)是一種利用微波而實(shí)現(xiàn)的液位測(cè)量?jī)x，用于對(duì)儲(chǔ)罐、緩沖罐、穩(wěn)波管、旁通管中的液體、顆粒、漿料的物位進(jìn)行非接觸式測(cè)量，具有不受溫度、壓力、惰性氣體和蒸汽的影響，也不受被測(cè)介質(zhì)物理特性變化等影響等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在電力、石化、冶金、化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其特點(diǎn)在于：應(yīng)用微波實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，應(yīng)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(cè)量；被測(cè)介質(zhì)可以是易燃、易爆、腐蝕性強(qiáng)的高溫、高壓狀態(tài)物質(zhì)。采用數(shù)字與模擬兩種輸出方式，可以單臺(tái)或多臺(tái)按總線式配置，能方便地與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連接。具有智能化數(shù)據(jù)處理能力，雷達(dá)液位計(jì)有一干擾回波抑制功能。該儀表輻射率低，僅為1LW，對(duì)周圍環(huán)境及人員沒(méi)有危害。具有保安防爆功能，可帶到現(xiàn)場(chǎng)操作。通過(guò)對(duì)不同天線的匹配選擇，從而具有抗腐蝕功能。性能可靠、價(jià)格合理。
 

　　二、工作原理及其特性

雷達(dá)液位計(jì)是按“俯視式”時(shí)間行程測(cè)量原理進(jìn)行工作的，用于測(cè)量探頭安裝處到液位表面的間距。其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要由儀表外殼、過(guò)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(cè)量不受安裝接管處冷凝或粘附的影響。其測(cè)試原理見圖1。

雷達(dá)液位計(jì)

微波脈沖從天線處向被測(cè)介質(zhì)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(shù)交流技術(shù)TECHNOLOGY及反射波束中的每一點(diǎn)都采用超聲采樣方法來(lái)采集，發(fā)射及反射波束均被采樣，經(jīng)信號(hào)處理后得到過(guò)程連接處到被測(cè)介質(zhì)表面的距離D，D正比于微波脈沖的時(shí)間行程T，即：D=C×T2(C是波束傳播速度，為常數(shù))。因過(guò)程連接處到測(cè)量液位零點(diǎn)的距離E已知由此可算出液位高度L=E－D。通過(guò)本機(jī)顯示或外部系統(tǒng)接口可手工或半自動(dòng)地輸入表格進(jìn)行線性化處理，以便測(cè)量球罐、柱形罐、臥罐和圓柱錐底罐等容器的物位。通常，雷達(dá)液位計(jì)采用工作頻率為5.8GHz的微波脈沖信號(hào)，測(cè)量范圍可達(dá)20m，并在20m范圍內(nèi)任意設(shè)定。其智能化程度較高，輸出4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)并疊加HART協(xié)議數(shù)字通信信號(hào)，對(duì)于電流輸出型，測(cè)量液位下限E點(diǎn)和測(cè)量液位上限F點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)輸出4mA和20mA。對(duì)于數(shù)字輸出型，則分別對(duì)應(yīng)物位的0%和。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作顯示器可把E、F等若干參數(shù)輸入雷達(dá)液位計(jì)，并存儲(chǔ)在內(nèi)部EPROM中，雷達(dá)液位計(jì)在E與F設(shè)定值之間進(jìn)行測(cè)量。

三、測(cè)量系統(tǒng)

　　1.單點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)

單點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)如圖2所示。雷達(dá)液位計(jì)采用兩線制24VDC供電，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作顯示器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)。或經(jīng)過(guò)接口卡FXA191，將雷達(dá)液位計(jì)傳送出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，傳送至上位監(jiān)控PC機(jī)上進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)組態(tài)時(shí)將液位下限E及液位上限F等參數(shù)輸入雷達(dá)液位計(jì)，利用現(xiàn)場(chǎng)操作顯示器時(shí)以菜單形式顯示，可顯示復(fù)位、零點(diǎn)、滿量程、容器映圖、鎖定、解鎖等功能。通過(guò)PC機(jī)可以觀察到測(cè)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(dòng)干擾自動(dòng)抑制功能，使測(cè)量精度更加可靠。

　　2.多路測(cè)量系統(tǒng)

四、安裝方式

多個(gè)雷達(dá)液位計(jì)的模擬輸出信號(hào)通過(guò)FXN672接口模塊和ZA轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)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(jì)算機(jī)通過(guò)總線按接口模塊的不同地址位與各個(gè)雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行組態(tài)與數(shù)據(jù)傳輸。

在安裝時(shí)應(yīng)注意：發(fā)射天線中心軸線與被測(cè)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(chǔ)罐中心位置，因?yàn)檫@樣會(huì)使虛假回波增強(qiáng)。盡量避開下料區(qū)，攪拌器等干擾源；盡量避開震動(dòng)，高壓清洗及橫向負(fù)載。雷達(dá)液位計(jì)可以采用螺紋或法蘭直接安裝在罐頂部，也可安裝在導(dǎo)波管或旁通管頂部。與傳統(tǒng)接觸式液位計(jì)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)便，安裝費(fèi)用低。在煉油廠罐區(qū)測(cè)量應(yīng)用時(shí)，可以不用清罐和倒罐，直接利用原有條件安裝，節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用；維護(hù)費(fèi)用低，幾乎免維護(hù)，要求備品備件量少，節(jié)約資金。降低了儀表工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率；智能化，精度高，工作可靠，功能強(qiáng)大。有自檢、干擾抑制、隨時(shí)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(nèi)液位轉(zhuǎn)換成體積顯示和輸出。輸出數(shù)字信號(hào)可以進(jìn)行通信，保證將來(lái)系統(tǒng)升級(jí)。

雷達(dá)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(dāng)于光速。其頻率為300MHz-3000GHz，雷達(dá)物位計(jì)利用了電磁波的特殊性能來(lái)進(jìn)行料位檢測(cè)。發(fā)射—反射—接收是雷達(dá)液位計(jì)的基本工作原理，

       雷達(dá)物位計(jì)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(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)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(dǎo)常數(shù)，溫度，壓力和密度變化影響， 雷達(dá)物位計(jì)的精度可達(dá)±1mm 測(cè)量范圍可達(dá)100m ，罐底跟蹤(TBF)方式用于測(cè)量低電導(dǎo)常數(shù)，介質(zhì)法蘭溫度可達(dá)250°C 介質(zhì)溫度-60°C—600°C 壓力可達(dá)64bar，雷達(dá)物位計(jì)適用于酸堿儲(chǔ)罐、漿料儲(chǔ)罐、固體顆粒、小型儲(chǔ)油罐。各類導(dǎo)電、非導(dǎo)電介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)。如煤倉(cāng)、灰倉(cāng)、油罐、酸罐等。其以測(cè)量壓力容器內(nèi)液位，可以疏忽高溫、高壓、結(jié)垢和冷凝物的影響優(yōu)勢(shì)，以及精度較高、與介質(zhì)無(wú)直觸摸摸、耐腐蝕性強(qiáng)、可在真空環(huán)境中運(yùn)用，雷達(dá)物位計(jì)因其設(shè)備簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，在液位測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用，正在過(guò)程測(cè)量領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

一、雷達(dá)物位計(jì)訂貨選型需要知道的數(shù)據(jù)：

　   1、被測(cè)量的介質(zhì)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(zhì)的低～高溫度，低～大壓力。

 　　3、介質(zhì)的腐蝕性，如果是放在罐子內(nèi)的，雷達(dá)物位計(jì)需要知道罐子的材質(zhì)，有沒(méi)有防腐的襯里。

 　　4、高頻雷達(dá)液位計(jì)是否需要防爆、防腐。

 　　5、測(cè)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(hào)：4～20mA電流。

二、雷達(dá)物位計(jì)使用注意事項(xiàng)：

　　1、本儀表在室外使用，好安裝遮陽(yáng)篷或者保護(hù)箱，以免時(shí)間長(zhǎng)了，液晶屏受陽(yáng)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(jìn)出線端子。雷達(dá)物位計(jì)在有腐蝕性氣體或液體的場(chǎng)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(hù)管，要注意密封防止積水，防止被老鼠等嚙齒類動(dòng)物撕咬。

 　　3、儀表雖然自身帶有防雷器件，但雷達(dá)物位計(jì)在多雷地區(qū)使用時(shí)，建議在儀表的進(jìn)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(shí)，建議在液位儀周圍加設(shè)防高、低溫裝置。

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

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

 　　7、雷達(dá)物位計(jì)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(qǐng)事先聯(lián)系本公司技術(shù)服務(wù)部門，需要區(qū)別對(duì)待。