隨石油化工行業(yè)的不時(shí)開展，對(duì)石油化工安裝中的儲(chǔ)罐、球罐、緩沖罐中的液體、漿料、顆粒物位與界面物位測(cè)量精度要求越來越高。雷達(dá)液位計(jì)，基于工夫行程原理的測(cè)量?jī)x表，具有不受溫度、壓力、惰性氣體及蒸汽的影響等優(yōu)點(diǎn)，不只完成了準(zhǔn)確測(cè)量，簡(jiǎn)化了工藝流程，大大進(jìn)步了消費(fèi)效率，因此在工業(yè)消費(fèi)的物位測(cè)量中發(fā)揚(yáng)著重要的作用。
1、雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)在測(cè)量進(jìn)程中雷達(dá)發(fā)射電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象外表反射后，被天線接納。
目前，雷達(dá)液位計(jì)普遍采用調(diào)頻延續(xù)波(FMCW)技術(shù)，即在一定工夫發(fā)射呈線性變化的頻率。由于電磁波的傳輸速度爲(wèi)常數(shù)，經(jīng)過測(cè)量發(fā)射某一頻率和接納到該頻率的工夫，就可以計(jì)算出罐的液面空高間隔D。設(shè)定罐高度H后，雷達(dá)液位計(jì)的外部軟件就可以計(jì)算出液位的高度L=H－D。在選擇雷達(dá)液位計(jì)時(shí)，要思索的一個(gè)參數(shù)就是介電常數(shù)。雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量效果會(huì)遭到介質(zhì)介電常數(shù)值的影響 了便于了解介電常數(shù)，可與“電介質(zhì)”聯(lián)絡(luò)在一同。“電介質(zhì)”是電導(dǎo)率低的物質(zhì)。電導(dǎo)率低，介質(zhì)的絕緣性好，或許說介電常數(shù)低；電導(dǎo)率高的，介電常數(shù)就高，介電常數(shù)越高，雷達(dá)反射信號(hào)越強(qiáng)，液位計(jì)的測(cè)量效果就越好。
在石化罐區(qū)，關(guān)于介質(zhì)介電常數(shù)小的儲(chǔ)罐(如烯烴)，運(yùn)用雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量液位時(shí)效果差，常常呈現(xiàn)假液位景象。雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量方式屬于非接觸式，不受介質(zhì)的粘度、密度和腐蝕性影響。要使雷達(dá)液位計(jì)完成精確測(cè)量，良好的裝置是必不可少的，裝置時(shí)應(yīng)該使雷達(dá)波防止照射到罐里的妨礙物(如：管道、增強(qiáng)桿、攪拌器及物料的入口等)，假如雷達(dá)波照射到這些強(qiáng)反射的金屬物體上，發(fā)生的回波會(huì)遠(yuǎn)比介質(zhì)的回波強(qiáng)，對(duì)介質(zhì)的測(cè)量就會(huì)呈現(xiàn)不準(zhǔn)的景象 了防止液面動(dòng)搖或其他攪擾，應(yīng)在儲(chǔ)罐里裝置雷達(dá)導(dǎo)波管，使雷達(dá)波在導(dǎo)波管里傳送。另外關(guān)于內(nèi)浮頂罐，雷達(dá)可以經(jīng)過導(dǎo)波管測(cè)量浮盤以下的液位。導(dǎo)波控制作時(shí)要求內(nèi)壁潤(rùn)滑無(wú)毛刺，由于即便是很小的金屬毛刺，對(duì)雷達(dá)波的反射都要強(qiáng)于介質(zhì)對(duì)波的反射，會(huì)對(duì)雷達(dá)發(fā)生攪擾，招致誤判液面。
介質(zhì)的特性也影響雷達(dá)液位計(jì)的正常運(yùn)用。錦州開元石化無(wú)限責(zé)任公司的瀝青兩頭罐，用雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量效果就不佳。在瀝青進(jìn)入罐時(shí)，約200℃的瀝青發(fā)生少量煙氣，這類煙氣對(duì)雷達(dá)的電磁波發(fā)生反射，使雷達(dá)不能正確判別液面，致使雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量效果不佳。此外，瀝青煙氣會(huì)在雷達(dá)喇叭口處凝結(jié)，日久凝結(jié)成了油狀物質(zhì)，而這類油狀物質(zhì)又很難擦除潔凈，影響了雷達(dá)液位計(jì)的精確測(cè)量。
2、雷達(dá)液位計(jì)接線與參數(shù)的設(shè)置
裝置完成后，將液位變送器的外殼蓋擰下，取下顯示模塊后將電纜穿過纜塞，運(yùn)用屏蔽電纜，依照接線圖接線，在變送器測(cè)儀將電纜屏蔽層接地。接完線后擰緊電纜塞，擰上外殼，接線完成。
必需設(shè)置以下幾個(gè)參數(shù)才干保證雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量精確牢靠：（1）選擇顯示功用，是顯示液位還是間隔。（2）選擇顯示長(zhǎng)度的單位。（3）輸出檢測(cè)罐的高度。（4）輸出死區(qū)間隔，等于法蘭的底部到最高的液位之間的間隔。（5）輸出天線的型號(hào)和天線延伸段的長(zhǎng)度。（6）選擇顯示電流輸入功用。輸出對(duì)應(yīng)電流輸入值的檢測(cè)范圍。
3、雷達(dá)液位計(jì)的裝置
雷達(dá)液位計(jì)能否正確測(cè)量，依賴于反射波的信號(hào)，假如在所選擇裝置的地位液面不能將電磁波反射回雷達(dá)天線零碎或在信號(hào)波的范圍內(nèi)有攪擾物反射攪擾波給雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)就不能正確反映實(shí)踐液位，因而合理選擇裝置地位對(duì)雷達(dá)液位計(jì)非常重要。在裝置時(shí)應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：雷達(dá)液位計(jì)天線的軸線應(yīng)與液位的反映外表垂直，不可裝置于罐頂?shù)闹行牡匚唬駝t會(huì)發(fā)生多重虛偽回波，攪擾回?fù)軙?huì)招致信號(hào)喪失。
盡量遠(yuǎn)離進(jìn)料和排放口。由于液位在注入時(shí)會(huì)發(fā)生幅度比被測(cè)液體反射的無(wú)效回波大得多的虛偽回波。同時(shí)旋渦惹起的不規(guī)則液位會(huì)對(duì)微波信號(hào)發(fā)生散射，從而惹起的不規(guī)則液位會(huì)對(duì)微波信號(hào)發(fā)生散射，從而惹起有無(wú)效信號(hào)的衰減，所以應(yīng)避開它們。
盡量遠(yuǎn)離攪拌、擋板等有能夠攪擾的地位。由于關(guān)于攪拌器等容器攪拌時(shí)會(huì)發(fā)生不規(guī)則的旋渦，會(huì)形成雷達(dá)信號(hào)的衰減。同時(shí)攪拌器的葉片也會(huì)對(duì)微波信號(hào)形成虛偽的回波，特別是被測(cè)物體的絕對(duì)介電常數(shù)較小和低液位時(shí)，攪拌器所形成的影響更爲(wèi)嚴(yán)重。
在信號(hào)波束內(nèi)應(yīng)防止裝置任何地位，如溫度傳感器等。天線要平行于測(cè)量罐罐壁，有利于微波的傳達(dá)。裝置在罐直徑的1/6--1/4之間，最小雷達(dá)液位間隔罐壁應(yīng)大于30cm，以防止微波發(fā)射到槽壁上發(fā)生虛偽的回波信號(hào)。
雷達(dá)液位計(jì)用于測(cè)量腐蝕性和易結(jié)晶的物料液位時(shí)，爲(wèi)了避免介質(zhì)對(duì)傳感器的影響，制造廠普通都采用帶有聚四氟乙烯測(cè)量窗和別離法蘭構(gòu)造。這些部件的溫度不能太高，聚四氟乙烯的最低溫度爲(wèi)200度左右 了防止低溫時(shí)雷達(dá)天線的影響，也爲(wèi)了避免天線上存在的結(jié)晶物影響儀表正常任務(wù)，要求法蘭斷面和最高液位之間至多有100--800mm的平安間隔。
對(duì)液位動(dòng)搖較大的容器的液位測(cè)量，可采用附帶旁通管的液位計(jì)，以增加液位動(dòng)搖的影響。防止與高壓或電流的電頻電機(jī)速度控制器等接觸。堅(jiān)持發(fā)射錐體不受攪擾使發(fā)射錐體可以傳達(dá)，使天線原理墻面，防止非間接的回波?；炷羵}(cāng)應(yīng)離缸壁大約爲(wèi)1m，最短間隔不應(yīng)小于0.5m，金屬和塑料倉(cāng)可以間隔罐很近，但是確保探頭不要碰到壁。喇叭型的雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口要越過裝置孔的內(nèi)外表一定的間隔（大于10mm），棒式液位計(jì)的天線要伸出裝置孔，裝置孔的長(zhǎng)度不能超越100mm，關(guān)于圓形或橢圓形的容器，應(yīng)裝在中心爲(wèi)1/2R（R爲(wèi)容器半徑）間隔的地位。當(dāng)儲(chǔ)罐制造資料的介電常數(shù)小于7，如纖維強(qiáng)化玻璃、聚乙烯、聚丙烯或無(wú)鉛玻璃等，且壁厚適中時(shí)可裝置于儲(chǔ)罐內(nèi)部。
若介質(zhì)儲(chǔ)罐爲(wèi)球描述器時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)波管或旁通管方式裝置，這樣可以消弭由容器外形所帶來的多重回波的攪擾，進(jìn)步信噪比。
在測(cè)量介電常數(shù)較小的介質(zhì)（如液化氣、汽油，柴油、變壓器油的等）時(shí)，因這些介質(zhì)會(huì)對(duì)微波發(fā)生絕對(duì)較大的衰減，爲(wèi)進(jìn)步反射能量以確保測(cè)量精度，也應(yīng)該用導(dǎo)波管方式裝置。
選擇好裝置地位后，裝置椎體天線的裝置垂直偏向小于±1度。裝置時(shí)留意不要碰壞天線。裝置在室外時(shí)，要給液位變送器裝置維護(hù)蓋，以防日照和雨淋。
4、完畢語(yǔ)
經(jīng)過對(duì)罐區(qū)雷達(dá)液位計(jì)選型及裝置，罐區(qū)液位計(jì)在測(cè)量精度及臨時(shí)運(yùn)用的牢靠性上失掉了很大的進(jìn)步。
隨著國(guó)內(nèi)能源儲(chǔ)備需求量的急速增加，許多儲(chǔ)備罐區(qū)工程的數(shù)量也不斷增加，對(duì)于石油罐區(qū)的油料液位的監(jiān)測(cè)與控制是一項(xiàng)重要的日常工作，液位儀表在其中發(fā)揮了重要的作用，是實(shí)現(xiàn)罐區(qū)自動(dòng)化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表，越來越多地出現(xiàn)在石油罐的液位控制之中。
雷達(dá)液位計(jì)一開始是從油輪的液面測(cè)量中發(fā)展而來的，其特點(diǎn)是無(wú)盲區(qū)、非接觸測(cè)量、不受被測(cè)液體的物理特性變化影響，些特點(diǎn)解決了原先大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)插入式儀表檢測(cè)元件易被介質(zhì)污染和腐蝕等諸多難題；
而且雷達(dá)液位計(jì)發(fā)出的安全波，能可靠地測(cè)量其它液位測(cè)量?jī)x表所達(dá)不到的液位測(cè)量精度此外，它的雷達(dá)波還能穿透許多泡沫或煙霧、蒸汽介質(zhì)，而不受變化的環(huán)境影響，而能可靠地測(cè)量其液位的精確值。
并且由于雷達(dá)液位計(jì)可實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)兼容，符合HART協(xié)議，能為用戶提供更多具有吸引力的方案，特別適用于液面波動(dòng)大、凝潔、懸濁液、非常粘稠漿液、臟污介質(zhì)及有腐蝕性的液面測(cè)量。
因此是一種可靠性、性價(jià)比高的先進(jìn)的罐區(qū)液位檢測(cè)儀表。
本文即是為大家針對(duì)于雷達(dá)液位計(jì)選型?上的相關(guān)信息作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。
1.雷達(dá)式液位計(jì)的工作原理及分類雷達(dá)式液位計(jì)根據(jù)脈沖-回波方式工作，其工作天線向被測(cè)對(duì)象發(fā)射出波長(zhǎng)較短的微波脈沖，一部分微波穿過了被測(cè)介質(zhì)，另外一部分在被測(cè)物料的表面產(chǎn)生反射后，由發(fā)射器接收，也就是說，發(fā)射器同時(shí)還起著接收器的作用。
發(fā)射天線到物料表面的距離正比于微波脈沖的運(yùn)行時(shí)間：D=C.t/2式中：D為發(fā)射天線與物料間的距離；C為光速；t為運(yùn)行時(shí)間。
發(fā)射與反射波束中的每一點(diǎn)都采用超聲采樣方法來采集，經(jīng)信號(hào)處理后得到介質(zhì)與發(fā)射天線之間的距離，但這種測(cè)量原理不適合于近距離的高精度測(cè)量。
如果希望高精度測(cè)量，則需要應(yīng)用頻差原理。假設(shè)1個(gè)40米高的空罐，微波往返的時(shí)間大約是1.33*10-7s。而當(dāng)逐漸滿罐時(shí)，往返時(shí)間還會(huì)逐漸減少，在如此小的測(cè)量范圍內(nèi)，要想達(dá)到高精度（1mm），用測(cè)量時(shí)間的辦法來計(jì)算準(zhǔn)確的距離是十分困難的。
于是，復(fù)合脈沖雷達(dá)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，應(yīng)用這種技術(shù)，一段經(jīng)調(diào)制的脈沖被同一天線發(fā)射和接收，由被測(cè)介質(zhì)表面返回的脈沖信號(hào)不斷地與天線發(fā)射的一個(gè)固定頻段的脈沖信號(hào)作比較，其頻差代表了所測(cè)距離，從而測(cè)得液位高度。
依據(jù)測(cè)量原理的不同，雷達(dá)式液位計(jì)可分為兩類。
一類是控制級(jí)雷達(dá)式液位計(jì)，其精度一般在10mm左右；另一類是計(jì)量級(jí)雷達(dá)式液位計(jì)，它可用于準(zhǔn)確計(jì)量結(jié)算，精度達(dá)1mm。從結(jié)構(gòu)上看，又可分為桿式天線、喇叭天線和纜式天線等幾種。
2.主要性能特點(diǎn)和選型各廠商生產(chǎn)的雷達(dá)式液位計(jì)工作頻率不同， 以前的產(chǎn)品一般在5.8～10.3GHz之間，目前26GMHz的雷達(dá)液位計(jì)已經(jīng)成為主流，雷達(dá)液位計(jì)的生產(chǎn)線升級(jí)已經(jīng)完成，現(xiàn)在供應(yīng)市場(chǎng)的全部是26GMHz的高頻雷達(dá)液位計(jì)產(chǎn)品。波源的發(fā)射功率均很低，如EH公司的產(chǎn)品發(fā)射功率為0.25mW，能量密度為0.00015W/c㎡，而的發(fā)射功率為2W，能量密度為0.001W/cm?；微波爐內(nèi)的能量密度為1W/cm?，爐門口的泄漏量為0.005W/cm?。
可見雷達(dá)式液位計(jì)是很安全的，可安裝于各種金屬、非金屬容口在或貯槽內(nèi)，對(duì)人體及環(huán)境均無(wú)傷害。
從原理上來看，微波測(cè)量與溫度、壓力及灰塵無(wú)關(guān)，因此適用于高溫條件下的測(cè)量，但此時(shí)為了保證系統(tǒng)工作的安全可靠，應(yīng)采取特殊的法蘭對(duì)天線部分進(jìn)行空氣冷卻。
微波傳輸不需要空氣介質(zhì)，所以在真空或受壓條件下也能進(jìn)行測(cè)量，某些型號(hào)的產(chǎn)品最高工作壓力可達(dá)6.4MPa，微波在物料表面被反射時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)衰減，而當(dāng)介電常數(shù)過小時(shí)，則信號(hào)會(huì)衰減過大，導(dǎo)致無(wú)法測(cè)量。因此要求被測(cè)物料的介電常數(shù)不得低于一定的值，其具體大小取決于量程大小，對(duì)具體某種型號(hào)的產(chǎn)品而言，被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)越低，則測(cè)量范圍就越小。而對(duì)導(dǎo)電物料進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量過程與相應(yīng)的介電常數(shù)無(wú)關(guān)。
在選型時(shí)，應(yīng)充分考慮被測(cè)物料的具體情況。根據(jù)工藝介質(zhì)的公稱壓力、公稱直徑和溫度選擇對(duì)應(yīng)的連接法蘭，根據(jù)量程、介質(zhì)的介電常數(shù)、搖晃程度、渦旋及泡沫等，決定天線尺寸，量程越大、介電常數(shù)越低，則天線尺寸應(yīng)該越大；如測(cè)量場(chǎng)合為強(qiáng)腐蝕性，應(yīng)選用表面涂覆防腐蝕的材料的桿式天線測(cè)量系統(tǒng)；如測(cè)量場(chǎng)合為高溫（超過2000C）、高壓時(shí)，應(yīng)選用帶天線延伸管的高溫型和高壓型；若介質(zhì)易冷凝則可選用帶屏蔽管的桿式天線系統(tǒng)。
當(dāng)進(jìn)行限位探測(cè)時(shí)，EH公司推出了微波限位開關(guān)，它由只發(fā)射器、只接收器和只包括了供電及繼電器輸出的組合裝置構(gòu)成，由微波發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)被安裝于徑向位置上的接收器接收，若微波信號(hào)因物料的吸收而衰退減發(fā)生變化，則位于接收器中的放大器觸發(fā)輸出繼電器，由于絕緣塑料板，如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯及聚酯板等對(duì)微波幾乎不產(chǎn)生衰減作用，所以此種開關(guān)極宜對(duì)壁厚達(dá)幾個(gè)厘米的塑料罐進(jìn)行非接觸式限位探測(cè)。
當(dāng)此種開關(guān)用于金屬儲(chǔ)罐上時(shí)，由于微波遇到金屬表面會(huì)發(fā)生強(qiáng)反射，必須在罐壁上加裝合適的塑料窗口，以確保微波信號(hào)順利地通過。
雷達(dá)液位計(jì)具有低維護(hù)，高性能、高精度、高可靠性，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在與電容，重錘等接觸式儀表相比較，具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。
微波信號(hào)的傳輸不受大氣的影響，所以它可以滿足工藝過程中揮發(fā)性氣體、高溫、高壓、蒸汽、真空及高粉塵等惡劣環(huán)境的要求。
工作原理：
雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射--反射--接收的工作模式，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)系式如下：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，精確度高，適用范圍更廣。
雷達(dá)液位計(jì)采用脈沖微波技術(shù)，其天線系統(tǒng)發(fā)射出頻率為6.8GHz、持續(xù)時(shí)間為0.8ns的脈沖波束，接著暫停278ns，在脈沖發(fā)射暫停期間，天線系統(tǒng)將作為接收器，接收反射波，同時(shí)進(jìn)行回波圖像數(shù)據(jù)處理，給出指示和電信號(hào)。
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