隨著國(guó)內(nèi)能源儲(chǔ)備需求量的快速增加，許多儲(chǔ)備庫(kù)區(qū)工程數(shù)量也在增加，油庫(kù)區(qū)油液水平監(jiān)測(cè)與控制是重要的日常工作，液位計(jì)表在其中發(fā)揮著重要作用，是實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)自動(dòng)控制的重要組成部分。 雷達(dá)液位計(jì)作為優(yōu)勢(shì)明顯的新型液位測(cè)量?jī)x，在油罐液位控制中越來(lái)越多地體現(xiàn)出來(lái)。

雷達(dá)液位計(jì)是從油輪液位測(cè)量發(fā)展而來(lái)的，其特點(diǎn)是沒(méi)有死角，非接觸測(cè)量，不受測(cè)量液體物理特性的變化影響，一些特點(diǎn)原本就解決了許多標(biāo)準(zhǔn)插入式儀表檢測(cè)元件容易被介質(zhì)污染和腐蝕等諸多問(wèn)題。 而且，來(lái)自雷達(dá)液位計(jì)的安全波除了能夠可靠地測(cè)量其他液位計(jì)無(wú)法達(dá)到的水平的測(cè)量精度以外，該雷達(dá)波還能夠大量透過(guò)泡沫、煙霧、蒸汽介質(zhì)，不受變化環(huán)境的影響，可靠地測(cè)量其水平的值。

此外，雷達(dá)液位計(jì)可實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的兼容性，符合HART協(xié)議，可為用戶提供更具吸引力的方案，尤其適用于液位波動(dòng)大、渾濁、懸濁液、非常粘稠的漿液、污染介質(zhì)、腐蝕性液位測(cè)量。 因此，通過(guò)可靠、經(jīng)濟(jì)高效的先進(jìn)罐頭水平測(cè)量?jī)x，本公司目前服務(wù)的用戶遍布全國(guó)各地，在雷達(dá)液位計(jì)的選擇、設(shè)置、使用、后期維護(hù)過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)理，歡迎有各種產(chǎn)品需求的用戶與本公司合作 本文簡(jiǎn)要介紹雷達(dá)液位計(jì)選型、安裝和使用的相關(guān)信息。

1 .雷達(dá)式液位計(jì)的工作原理和分類雷達(dá)式液位計(jì)基于脈沖回波方案而工作，其中工作天線向被測(cè)量對(duì)象發(fā)射短波長(zhǎng)的微波脈沖，一些微波穿過(guò)被測(cè)量介質(zhì)，另一些微波在被測(cè)量材料的表面反射之后，在發(fā)送機(jī)處被接收，即，發(fā)送機(jī)同時(shí)在接收機(jī)處被接收 從發(fā)射天線到材料表面的距離與微波脈沖的運(yùn)行時(shí)間成正比: D=C.t/2式中: d為發(fā)射天線與材料之間的距離c，光速t為運(yùn)行時(shí)間。

將發(fā)射波束和反射波束的各個(gè)點(diǎn)用超聲波取樣法來(lái)收集，以進(jìn)行信號(hào)處理以獲得介質(zhì)和發(fā)射天線之間的距離，但是該測(cè)量原理不適用于近距離內(nèi)的高精度測(cè)量。

想要高精度量測(cè)時(shí)，必須應(yīng)用頻率差的原理。 假定一個(gè)高40米的空罐，微波往返的時(shí)間約為1.33*10-7s。 此外，容器裝滿后，往復(fù)時(shí)間會(huì)減少，因此在這樣小的測(cè)量范圍內(nèi)，要達(dá)到高精度(1mm )，通過(guò)測(cè)量時(shí)間來(lái)計(jì)算正確的距離是非常困難的。 因此，生成一種復(fù)合脈沖雷達(dá)技術(shù)，并且應(yīng)用該技術(shù)來(lái)不斷地比較經(jīng)由相同的天線發(fā)送和接收調(diào)制脈沖并且從測(cè)量介質(zhì)的表面返回的脈沖信號(hào)與從天線發(fā)送的預(yù)定頻帶中的脈沖信號(hào)，其頻率差表示測(cè)量距離，并且測(cè)量液位水平的高度。

根據(jù)測(cè)量原理，雷達(dá)式液位計(jì)可分為兩類。 一種是控制級(jí)雷達(dá)式液位計(jì)，其精度一般為10mm左右，另一種是計(jì)量級(jí)雷達(dá)式液位計(jì)，可用于正確的計(jì)量結(jié)算，精度可達(dá)到1mm。 結(jié)構(gòu)上有棒狀天線、喇叭天線、電纜天線等幾種。

2 .主要性能特點(diǎn)和各廠家生產(chǎn)的雷達(dá)式液位計(jì)的工作頻率不同，以前的產(chǎn)品一般在5.8~10.3GHz之間，現(xiàn)在26GMHz的雷達(dá)液位計(jì)成為主流，潤(rùn)中儀器科技有限公司的雷達(dá)液位計(jì)生產(chǎn)線已經(jīng)完成，目前市場(chǎng)供應(yīng)的是26GMHz 波源輻射功率均低，例如EH公司產(chǎn)品的輻射功率為0.25mW，能量密度為0.00015W/c㎡，輻射功率為2W，能量密度為0.001W/cm²； 微波爐內(nèi)的能量密度為1W/cm²，爐入口的泄漏量選擇為0.005W/cm²。 雷達(dá)式液位計(jì)安全，可安裝在各種金屬、非金屬容器和貯槽內(nèi)，對(duì)人體和環(huán)境都無(wú)害。

原理上，微波的測(cè)量與溫度、壓力、灰塵無(wú)關(guān)，因此適用于高溫條件下的測(cè)量。此時(shí)，為了確保系統(tǒng)的安全性，請(qǐng)采用特殊法蘭對(duì)天線部分進(jìn)行空冷。 微波傳輸不需要空氣介質(zhì)，因此在真空和壓力條件下也可以測(cè)量，某種型號(hào)的產(chǎn)品的高工作壓力達(dá)到6.4MPa，微波在材料表面反射時(shí)信號(hào)強(qiáng)度衰減，介電常數(shù)過(guò)小時(shí)信號(hào)衰減過(guò)多，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。 因此，被測(cè)材料的介電常數(shù)不得低于一定值。 其具體大小取決于范圍的大小，在具體型號(hào)的產(chǎn)品中，被測(cè)量介質(zhì)的介電常數(shù)越低，測(cè)量范圍越小。 另一方面，測(cè)量導(dǎo)電材料時(shí)，測(cè)量過(guò)程與對(duì)應(yīng)的介電常數(shù)無(wú)關(guān)。

選定時(shí)，要充分考慮被測(cè)材料的具體情況。 根據(jù)處理介質(zhì)的標(biāo)稱壓力、標(biāo)稱直徑和溫度選擇相應(yīng)的連接凸緣，根據(jù)范圍、介質(zhì)的介電常數(shù)、波動(dòng)程度、渦流和泡沫等確定天線尺寸，如果范圍越大，介電常數(shù)越低，在測(cè)量時(shí)天線尺寸應(yīng)該越大，則表現(xiàn)出越強(qiáng)的腐蝕性。 選擇表面涂有防腐蝕材料的棒狀天線測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)選擇高溫(超過(guò)2000C )、高壓時(shí)帶天線延長(zhǎng)管的高溫型和高壓型。介質(zhì)容易凝結(jié)時(shí)，可選擇帶屏蔽的棒狀天線系統(tǒng)。

進(jìn)行限位檢測(cè)時(shí)，EH公司發(fā)布了微波限位開(kāi)關(guān)。 微波限位開(kāi)關(guān)由只有發(fā)射機(jī)、只有接收機(jī)、只有功率供給和繼電器輸出的組合器構(gòu)成，來(lái)自微波發(fā)射機(jī)的信號(hào)由設(shè)置在徑向位置的接收機(jī)接收，當(dāng)微波信號(hào)因材料的吸收而衰減變化時(shí)，接收機(jī)處的放大器觸發(fā)輸出繼電器，例如絕緣塑料板 由于聚丙烯、聚四氟乙烯和聚酯板等對(duì)微波幾乎沒(méi)有衰減作用，因此該開(kāi)關(guān)非接觸檢測(cè)厚度達(dá)到數(shù)厘米的塑料罐非常適合。 在將該開(kāi)關(guān)用于金屬罐的情況下，微波會(huì)碰到金屬表面而產(chǎn)生強(qiáng)反射，因此，必須在罐壁上安裝適當(dāng)?shù)乃芰洗?，以使微波信?hào)能夠順利通過(guò)。

3 .使用雷達(dá)液位計(jì)對(duì)輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)試，并在其上疊加數(shù)字信號(hào)4~20mADC，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的兼容性，可以根據(jù)HART協(xié)議向用戶提供更具吸引力的方案，尤其是液面變動(dòng)大、凝結(jié)、懸浮液、非常粘稠 遵循具有持續(xù)頻率的自定位、確保穩(wěn)定的測(cè)定精度的自定位測(cè)定功能的HART協(xié)議的數(shù)字通信，在能夠通過(guò)通信設(shè)備或便攜終端進(jìn)行液位變量的處理的輸出或模擬信號(hào)上重疊HART數(shù)字信號(hào)，使用4~20mAHATR的手動(dòng)操作器， 將輸出信號(hào)分組為液位，可以計(jì)算出的體積或標(biāo)準(zhǔn)體積的所有配置信息和程序都存儲(chǔ)在不可擦除的存儲(chǔ)器中，當(dāng)電源關(guān)閉并重新接通時(shí)，可以恢復(fù)所有數(shù)據(jù)連續(xù)自定義頻率以保證指標(biāo)中液位的精度。

在設(shè)置雷達(dá)式液位計(jì)時(shí)，必須注意以下問(wèn)題: (1)發(fā)射天線的中心軸垂直于物體的表面，并且與儲(chǔ)罐壁保持至少30cm的距離。

(2)天線喇叭口的前端必須放入材料箱內(nèi)部，以減少管子與設(shè)備之間焊接造成的輻射能量損失。

(3)請(qǐng)勿安裝在油箱的中心位置。 這是因?yàn)樘摷俚幕亓饕簳?huì)變強(qiáng)。

(4)之所以不設(shè)置在供給口的上方，主要是為了防止供給時(shí)被檢液面反射的有效回聲較多。

4 .結(jié)束語(yǔ)由于雷達(dá)式液位計(jì)無(wú)活動(dòng)部件，無(wú)機(jī)械磨損，非接觸式測(cè)量少，標(biāo)定簡(jiǎn)單，精度高，某公司產(chǎn)品平均故障時(shí)間( MTBF )已超過(guò)60年，具有其他部分液位計(jì)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

近年來(lái)，新技術(shù)層出不窮。 一些雷達(dá)液位計(jì)增大發(fā)射功率，采樣次數(shù)達(dá)每秒十次，已可用于多層攪拌葉片容器水平的測(cè)量。 使用平面天線技術(shù)，將多點(diǎn)輻射源分布在平面天線上，同時(shí)發(fā)射和接收電磁波，在信號(hào)同時(shí)遠(yuǎn)離平面天線并到達(dá)液面之后，可以返回清晰的平面波，并進(jìn)行序列回波可以實(shí)現(xiàn)非常高的測(cè)量精度。 有寬矩陣一類線性平面天線技術(shù)，避免了箱壁反射對(duì)測(cè)量精度的影響。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，雷達(dá)式液位計(jì)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在各行業(yè)得到了更廣泛的應(yīng)用。

雷達(dá)液位計(jì)

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