平衡流量計雷達物位計的工作原理及運用范圍

平衡流量計導波雷達物位計是一種微波物位計，它是微波(雷達)定位技術(shù)的一種運用。它是通過(guò)一個(gè)可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發(fā)射能量波，能量波在波導管中傳輸，能量波遇到障礙物反射，反射的能量波由波導管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號。根據測量能量波運動(dòng)過(guò)程的時(shí)間差來(lái)確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進(jìn)行處理，最終轉化成與物位相關(guān)的電信號。

能量輻射水平低，該設備使用能量波的是脈沖能量波(頻率一般比智能雷達物位計低)。一般脈沖能量波的最大脈沖能量為1mW左右(平均功率為1μW左右)，不會(huì )對其他設備以及人員造成輻射傷害。

二、適用范圍及特點(diǎn)：

導波微波物位儀表用于對液體、漿料及顆粒料等介電常數比較小的介質(zhì)的進(jìn)行接觸連續測量，適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場(chǎng)合。

(1) 雷達物位計 采用一體化設計，無(wú)可動(dòng)部件，不存在機械磨損，使用壽命長(cháng)。

(2)雷達物位計測量時(shí)發(fā)出的電磁波能夠穿過(guò)真空，不需要傳輸媒介，具有不受大氣、蒸氣、槽內揮發(fā)霧影響的特點(diǎn)，能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測量。

(3)雷達物位計幾乎能用于所有液體的液位測量。電磁波在液位表面反射時(shí)，信號會(huì )衰減，當信號衰減過(guò)小時(shí)，會(huì )導致雷達液位計無(wú)法測到足夠的電磁波信號。導電介質(zhì)能很好地反射電磁波，對MAT雷達液位計，甚至微導電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。介電常數大于1.5的非導電介質(zhì)(空氣的介電常數為1.0)也能夠保證足夠的反射波，介電常數越大，反射信號越強。在實(shí)際應用中，幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。

(4)采用非接觸式測量，不受槽內液體的密度、濃度等物理特性的影響。

(5)測量范圍大，最大的測量范圍可達0~35m，可用于高溫、高壓的液位測量。

(6)天線(xiàn)等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強平衡流量計，能適應腐蝕性很強的環(huán)境。

(7)功能豐富，具有虛假波的學(xué)習功能。輸入液面的實(shí)際液位，軟件能自動(dòng)地標識出液面到天線(xiàn)的虛假回波，排除這些波的干擾。

(8)參數設定方便，可用液位計上的簡(jiǎn)易操作鍵進(jìn)行設定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有MAT軟件的 PC機在遠程或直接接在液位計的通信端進(jìn)行設定，十分方便。

MAT雷達物位計的原理

雷達物位計采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線(xiàn)發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線(xiàn)接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下：

D=CT/2

式中 D——雷達液位計到液面的距離；C——光速；T——電磁波運行時(shí)間。

雷達物位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數，則可算出液面到雷達天線(xiàn)的距離，從而知道液面的液位。

三、雷達 液位計 安裝的留意事項

雷達液位計能否準確丈量，依靠于反射波的信號。假如在所選擇安裝的位置，液面不能將電磁波反射回雷達天線(xiàn)或在信號波的范圍內有干擾物反射干擾波給雷達液位計，雷達液位計都不能準確反映實(shí)際液位。因此，公道選擇安裝位置對雷達液位計十分重要，在安裝時(shí)應留意以下幾點(diǎn)：

(1)雷達物位計天線(xiàn)的軸線(xiàn)應與液位的反射表面垂直。

(2)槽內的攪拌閥、槽壁的黏附物和蹊徑等物體，假如在雷達液位計的信號范圍內，會(huì )產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位丈量。在安裝時(shí)要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾。

(3)喇叭型的雷達液位計的喇叭口要超過(guò)安裝孔的內表面一定的間隔(>10mm)。棒式液位計的天線(xiàn)要伸出安裝孔，安裝孔的長(cháng)度不能超過(guò)100mm。對于圓型或橢圓型的容器，應裝在離中央為1/2R(R為容器半徑)間隔的位置，不可裝在圓型或橢圓型的容器頂的中央處，否則雷達波在容器壁的多重反射后，匯集于容器頂的中央處，形成很強的干擾波，會(huì )影響正確丈量。

　 (4)對液位波動(dòng)較大的容器的液位丈量，可采用附帶旁通管的液位計，以減少液位波動(dòng)的影響。

安裝完畢以后，可以用裝有MAT軟件的 PC機觀(guān)察反射波曲線(xiàn)圖，來(lái)判定液位計安裝是否恰當，如不恰當，則進(jìn)一步調整安裝位置，直到滿(mǎn)足為止。

在我公司的貯槽中，最初我們選擇雷達液位計安裝于離槽壁大約300mm的位置，用PC機觀(guān)察反射波曲線(xiàn)圖如圖2a所示，在反射波前有一很強的干擾波，造成這種干擾波的主要原因可能是槽壁上的積垢。為避免這些因素的影響，我們選擇在距天線(xiàn)和支撐柱間隔各為1000mm的位置如圖1b所示，用裝有MAT軟件的 PC機觀(guān)察反射波曲線(xiàn)圖如圖2b所示，降低了干擾波的強度，有效地去除了干擾波的影響。

對于有些安裝位置無(wú)法避免的干擾波如圖2b的干擾波，還可利用MAT雷達物位計識別虛假波的功能，液位計能根據實(shí)際液位標識出干擾反射波，并存于雷達液位計的內部數據庫，使雷達液位計在數據處理時(shí)能識別這些干擾波，去除這些干擾反射波的影響，保證丈量的正確性

四、雷達物位計的維護

雷達無(wú)誒及主要由電子元件和天線(xiàn)構成，無(wú)可動(dòng)部件，在使用中的故障極少。使用中偶然碰到的題目是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機物會(huì )在雷達液位計的喇叭口或天線(xiàn)上結晶，對它們只要按期檢查和清理即可，維護量少。

在日常維護中，可以用PC機(裝有MAT軟件)遠程觀(guān)察反射波曲線(xiàn)圖，對于后來(lái)可能新產(chǎn)生的干擾波，可以利用液位計有識別虛假波的功能，除去這些干擾反射波的影響，平衡流量計保證正確丈量