雷達(dá)液位計(jì),目前已經(jīng)是液位測(cè)量行業(yè)中不可缺少的檢測(cè)儀表。因?yàn)槔走_(dá)液位計(jì)具有比同類接觸式與非接觸液位計(jì)產(chǎn)品性能上更加有優(yōu)勢(shì),所以被廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,產(chǎn)品自身優(yōu)勢(shì)和測(cè)量效果,逐漸獲得越來越多用戶的認(rèn)可。
1、
雷達(dá)液位計(jì)的工作原理:
雷達(dá)液位計(jì)的工作原理類似于雷達(dá)系統(tǒng),即發(fā)射—反射—接收。具體來說,雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射高頻電磁波信號(hào)(通常為微波脈沖),這些信號(hào)以光速在空間內(nèi)傳播。當(dāng)雷達(dá)波信號(hào)遇到被測(cè)物料表面時(shí),會(huì)發(fā)生反射,反射回來的回波信號(hào)再由天線接收。通過測(cè)量發(fā)射波和反射波之間的時(shí)間差,可以計(jì)算出天線與被測(cè)物料表面之間的距離,從而得出液位高度。
雷達(dá)液位計(jì)主要有兩種測(cè)量方式:
脈沖式:天線周期性地發(fā)射雷達(dá)波脈沖,通過測(cè)量脈沖的往返時(shí)間來計(jì)算距離。
調(diào)頻連續(xù)波式:天線發(fā)射圍繞某固定頻率連續(xù)變化的雷達(dá)波信號(hào),反射回來的信號(hào)與發(fā)射信號(hào)混合,形成新的低頻信號(hào),通過分析該信號(hào)來確定距離。
雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。
雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波,這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后,再被天線接收,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:D=CT/2。式中D—
雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離;C—光速;T—電磁波運(yùn)行時(shí)間。
雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間,而電磁波的傳輸速度為常數(shù),則可算出液面到雷達(dá)天線的距離,從而知道液面的液位。在實(shí)際運(yùn)用中,
雷達(dá)液位計(jì)有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì),功耗大,須采用四線制,電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì),功耗低,可用二線制的24VDC供電,容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全,適用范圍更廣。
2、
雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn):
雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì),無可動(dòng)部件,不存在機(jī)械磨損,使用壽命長。測(cè)量時(shí)發(fā)出的電磁波能夠穿過真空,不需要傳輸媒介,具有不受大氣、蒸氣、槽內(nèi)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(cè)量。幾乎能用于所有液體的液位測(cè)量。電磁波在液位表面反射時(shí),信號(hào)會(huì)衰減,當(dāng)信號(hào)衰減過小時(shí),會(huì)導(dǎo)致
雷達(dá)液位計(jì)無法測(cè)到足夠的電磁波信號(hào)。導(dǎo)電介質(zhì)能很好地反射電磁波,對(duì)
雷達(dá)液位計(jì),甚至微導(dǎo)電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。介電常數(shù)大于1.5的非導(dǎo)電介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0)也能夠保證足夠的反射波,介電常數(shù)越大,反射信號(hào)越強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中,幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。
工作頻率為76-81GHz的調(diào)頻連續(xù)波(FMCW),支持四線制和兩線制應(yīng)用。多個(gè)型號(hào),產(chǎn)品最大量程可以達(dá)到120m,盲區(qū)可以做到8cm。由于它工作頻率更高,波長更短,所以尤其適合固體應(yīng)用,通過透鏡發(fā)射接收電磁波的工作方式,在高粉塵,惡劣溫度環(huán)境下(+200℃)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。儀表提供法蘭或者螺紋的固定方式,使得安裝便捷簡易。
雷達(dá)液位計(jì)根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),可以分為多種類型:
按工作頻率:
6.8GHz
雷達(dá)液位計(jì)(低頻脈沖)
26GHz
雷達(dá)液位計(jì)(高頻脈沖)
80-120GHz
雷達(dá)液位計(jì)(連續(xù)調(diào)頻)
按傳感器形式:
導(dǎo)波式
雷達(dá)液位計(jì)
棒狀
雷達(dá)液位計(jì)
喇叭口
雷達(dá)液位計(jì)
平板
雷達(dá)液位計(jì)
水滴
雷達(dá)液位計(jì)
拋物面
雷達(dá)液位計(jì)
特點(diǎn)
雷達(dá)液位計(jì)具有多種優(yōu)點(diǎn),使其在各種工業(yè)環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用:
通用性強(qiáng):可測(cè)量液位及料位,適用于不同溫度、壓力和介質(zhì)。
耐腐蝕、耐壓高、耐溫高:適用于惡劣工況。
準(zhǔn)確度高:精度可達(dá)毫米級(jí),不受真空、煙塵、蒸汽、惰性氣體等環(huán)境影響。
穩(wěn)定可靠:測(cè)量過程無可動(dòng)部件,減少維護(hù)。
非接觸式測(cè)量:可克服蒸汽、泡沫及攪拌對(duì)測(cè)量的影響。
安裝方便:頂部安裝、側(cè)面安裝、旁通管安裝、導(dǎo)波管安裝等多種方式可選。
使用注意事項(xiàng)
在使用
雷達(dá)液位計(jì)時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):
測(cè)量范圍:測(cè)量范圍從波束觸及罐底的那一點(diǎn)開始計(jì)算,如果罐底為凹型或錐形,則應(yīng)從低點(diǎn)算起。
介質(zhì)電常數(shù):對(duì)于低介電常數(shù)的介質(zhì),當(dāng)處于低液位時(shí),建議將零點(diǎn)定在低液位點(diǎn)。
腐蝕及粘附:考慮到腐蝕及粘附的影響,測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖端至少100mm。
安全距離:為起到過溢保護(hù)作用,應(yīng)設(shè)置一段安全距離附加在盲區(qū)上。
安裝位置:避免安裝在入料口上方和中心位置,以防多重虛假回波干擾。
應(yīng)用領(lǐng)域
雷達(dá)液位計(jì)廣泛應(yīng)用于水泥、電力、冶金、石油、化工、煤炭、食品、采礦等行業(yè),適用于液體、漿液、帶蒸汽液體、高溫以及低介電常數(shù)介質(zhì)、帶攪拌的儲(chǔ)罐和過程容器以及固體料倉。