雷達液位計組成部分有哪些

摘要：雷達液位計雖然是一種高精度的可以達到毫米級的液位檢測儀表，沒(méi)有可動(dòng)部件使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際使用中會(huì )遇到各種各樣的問(wèn)題，這些故障問(wèn)題不同于其他的液位測量?jì)x表，偏離真實(shí)值只是一個(gè)很小的范圍。雷達液位計出現問(wèn)題就是災難性的，不是最大就是最小，不是死數就是不變，因此雷達液位計在實(shí)際使用中的維修技能必須要熟練掌握，希望此文對于使用雷達液位計的人員有所幫助。

雷達是利用電磁波傳播過(guò)程中折射性和快速性而研發(fā)的一種空間測距電子儀器，最初用于國防及航空導航。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的推廣，雷達逐漸用于工業(yè)和民用領(lǐng)域，并衍生出眾多型號產(chǎn)品，應用于工業(yè)生產(chǎn)中液位測量的雷達液位計就是其中的一類(lèi)。

雷達液位計測量原理

雷達液位計的測量原理和軍工中的雷達一樣，都是通過(guò)電磁波的直線(xiàn)傳播特性測量周?chē)臻g的凈空距離，即被測物體距離雷達的直線(xiàn)空間距離，具體到工業(yè)生產(chǎn)中就是液體的液面到雷達天線(xiàn)的空高。通過(guò)對雷達液位計組態(tài)可設定雷達天線(xiàn)到容器底部的垂直距離，根據已經(jīng)測得的液面空高就可計算出液體的液位高度。

測量原理公式為H=L-CT/2

C為電磁波的波速即光速， T為電磁波從發(fā)射到接收所用到的時(shí)間，L為雷達天線(xiàn)距離容器的最低端的垂直高度，H為被測液體的高度。

工業(yè)中的液位檢測不同于軍工航空動(dòng)輒幾十上百千米的空間測距，生產(chǎn)中的液位檢測距離都較小，高范圍的儲罐液位檢測也就一二十米的垂直高度，這樣的距離空間相對于光速傳播的電磁波來(lái)說(shuō)可以忽略不計，于是上述的測量方式很難實(shí)現，因為人類(lèi)無(wú)法制造出不用時(shí)間的電路處理儀表。

為使雷達測距應用于工業(yè)中的液位檢測，生產(chǎn)廠(chǎng)商使用了高頻的無(wú)線(xiàn)電波，使用線(xiàn)性調頻連續測距的方法，讓天線(xiàn)發(fā)射的電磁波的頻率隨著(zhù)時(shí)間進(jìn)行改變，接收器接收到的反射電磁波頻率與此時(shí)的天線(xiàn)發(fā)射頻率是不同的，通過(guò)計算兩者的頻率差，換算得出電磁波在空間傳播的時(shí)間，從而能夠計算出被測液位的高度。

雷達液位計的組成構造

不同廠(chǎng)商所生產(chǎn)的雷達液位計形式各異，但總體的部件大體是一致的，其主要包括電路部分（雷達波發(fā)生器、信號檢測、信號處理），天線(xiàn)及接收器和安裝附件表體三大部分。根據天線(xiàn)的不同，雷達液位計可分為導波雷達和普通雷達兩大類(lèi)型。

導波雷達液位計

導波雷達是在電磁波發(fā)射器的下方安裝了一個(gè)金屬導波體，讓高頻的無(wú)線(xiàn)電波沿著(zhù)金屬體垂直向下傳播，當電磁波碰到被測物質(zhì)的液面時(shí)，電磁波會(huì )在接觸面反射，沿著(zhù)波導體垂直的返回到雷達液位計天線(xiàn)內部的接收器中，然后處理電路進(jìn)行分析計算，得出被測液體的液面高度。根據金屬導波體的不同，導波雷達又分為纜式和桿式兩大類(lèi)。

纜式導波雷達的導波體為一個(gè)柔性的不銹鋼金屬繩，其末端栓一金屬重物，以保證金屬繩在被測液體中垂直的伸入到容器底部，防止金屬繩在使用中漂浮擺動(dòng)而彎曲。這樣結構的雷達液位計主要用于底下罐、零位罐等地面以下的液位測量中。

現場(chǎng)使用的導波雷達如圖所示：

桿式導波雷達的波導體根據導波桿及天線(xiàn)的不同又分為很多種，有金屬桿式的導波雷達，有通過(guò)金屬管的喇叭天線(xiàn)式的導波雷達，有帶有旁通測量筒的導波雷達。這些導波雷達主要用于高出地面的儲罐液位測量或生產(chǎn)設備塔器儲罐可以側裝旁通管的液位測量。

普通雷達液位計

普通雷達液位計的天線(xiàn)，只是一個(gè)電磁波的發(fā)射接受裝置，其電磁波發(fā)射后通過(guò)氣相自由傳播，由于雷達液位計電磁波為高頻的微波信號發(fā)散傳播性差，而且被測液體距離雷達液位計的高度小，其電磁波傳播過(guò)程可看成垂直傳播，因此這種雷達液位計滿(mǎn)足液位測距要求。相對于導波雷達少了導波體節省費用方便安裝，在儲罐等較高液位測量中得到大量的應用。

根據天線(xiàn)的不同生產(chǎn)廠(chǎng)商制作了不同型號的雷達液位計，以適應不同工況環(huán)境。廠(chǎng)里使用的普通雷達液位計的天線(xiàn)有喇叭口、水滴形（防液體揮發(fā)凝結）、偏心型（防多重反射電磁波干擾）、寬口喇叭口（防氣相介質(zhì)衰減電磁波）四種類(lèi)型。

普通雷達液位計主要用在儲罐液位檢測中，現場(chǎng)安裝及天線(xiàn)如圖：

電路處理部分

根據雷達液位計處理電路的復雜程度，雷達液位計分為單路測量的普通模式和多重處理信號的總線(xiàn)模式。多重信號處理不僅能處理雷達電磁波測距的液位信號也可處理熱電阻的溫度測量信號，并可通過(guò)總線(xiàn)的方式把多臺雷達液位計連接起來(lái)，通過(guò)一根總線(xiàn)遠傳到控制室內。適用于儲罐眾多布局分散的大中型儲罐系統的液位測量，節約了傳輸線(xiàn)纜的鋪設和費用。

總線(xiàn)式雷達液位計如圖所示：

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