雷達(dá)物位計(jì)是一種微波物位計(jì)，它是微波(雷達(dá))定位技術(shù)的一種運(yùn)用。它是通過(guò)一個(gè)可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號(hào))的裝置發(fā)射能量波，能量波在波導(dǎo)管中傳輸，能量波遇到障礙物反射，反射的能量波由波導(dǎo)管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號(hào)。雷達(dá)物位計(jì)根據(jù)測(cè)量能量波運(yùn)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(duì)微波信號(hào)進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號(hào)。能量輻射水平低，雷達(dá)物位計(jì)該設(shè)備使用能量波的是脈沖能量波(頻率一般比智能雷達(dá)物位計(jì)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(duì)其他設(shè)備以及人員造成輻射傷害。
一、雷達(dá)物位計(jì)特點(diǎn)
1、通用性強(qiáng)：雷達(dá)物位計(jì)可用于連續(xù)測(cè)量液體及固體粉料、粒料及液體的物位；并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場(chǎng)合；可向系統(tǒng)提供HART、4…20Ma、PROFIBUS-PA、基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線等信號(hào)接口；
2、防掛料：獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)和傳感器結(jié)構(gòu)，使其測(cè)量可以不受傳感器掛料影響，無(wú)需定期清潔，避免誤測(cè)量。
3、免維護(hù)：雷達(dá)物位計(jì)測(cè)量過(guò)程無(wú)可動(dòng)部件，不存在機(jī)械部件損壞問(wèn)題，無(wú)須維護(hù)。
4、抗干擾：接觸式測(cè)量，抗干擾能力強(qiáng)，可克服蒸汽、泡沫及攪拌對(duì)測(cè)量的影響。
5、準(zhǔn)確可靠：測(cè)量量多樣化，使測(cè)量更加準(zhǔn)確，測(cè)量不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高，使用壽命長(zhǎng)。
另外：探桿和探纜可更換；HART或PROFIBUS-PA通信協(xié)議及基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，標(biāo)定簡(jiǎn)便、通過(guò)數(shù)字液晶顯示輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定操作，雷達(dá)物位計(jì)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的組態(tài)設(shè)定和編程
二、雷達(dá)物位計(jì)輸入
傳感器接收反射的微波脈沖并將其傳給電子線路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：D=C×T/2(其中C為光速)因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D
三、雷達(dá)物位計(jì)輸出
雷達(dá)物位計(jì)通過(guò)輸入空罐高度E(=零點(diǎn))，滿罐高度F(=滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來(lái)設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4-20mA輸出。
四、雷達(dá)物位計(jì)注意事項(xiàng)
測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐低可見(jiàn)，此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C的位置。
理論上測(cè)量達(dá)到天線尖端的位置是可能的，但是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。
對(duì)于過(guò)溢保護(hù)，雷達(dá)物位計(jì)可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
最小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。
雷達(dá)物位計(jì)隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。
雷達(dá)物位計(jì)是應(yīng)用于測(cè)量固體和液體物/物位測(cè)量的大量程連續(xù)調(diào)頻雷達(dá)。是當(dāng)今市場(chǎng)上較為便捷、可靠的雷達(dá)料位計(jì)，它以78GHz的頻率創(chuàng)建了很短的波長(zhǎng)，幾乎對(duì)所有固體材料才能產(chǎn)生極好的信號(hào)反射，雷達(dá)物位計(jì)甚至在非常陡峭和起伏的不規(guī)則料面也能產(chǎn)生良好的測(cè)定效果。4°窄波束角和短JLRS560幾乎可以在任何位置實(shí)現(xiàn)安裝和可靠的料位測(cè)量，通過(guò)按鍵或手操器，進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，在極短時(shí)間內(nèi)就可準(zhǔn)備就緒和運(yùn)行，真正體現(xiàn)了低成本和高效率并且極少維護(hù)的測(cè)量。
雷達(dá)物位計(jì)因其特殊的非接觸式測(cè)量特性，可對(duì)有污染性和腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，其穩(wěn)定和準(zhǔn)確的表現(xiàn)也同樣體現(xiàn)在復(fù)雜的測(cè)量環(huán)境下。輸出的4~20mA信號(hào)可以提供遠(yuǎn)端控制,采用了獨(dú)特的微波技術(shù)和Echo-tech回波處理技術(shù)以適應(yīng)各種工況。脈沖的工作方式可測(cè)小介電常數(shù)介質(zhì)，并安全適用于各種金屬，非金屬容器內(nèi),對(duì)人體及環(huán)境無(wú)傷害?？捎糜诖鎯?chǔ)罐、中間緩沖罐、水泥罐或過(guò)程容器的物位測(cè)量。
一、雷達(dá)物位計(jì)測(cè)量原理：
調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)用了按照線性變化的高頻信號(hào)，雷達(dá)物位計(jì)的信號(hào)從天線發(fā)出，在被測(cè)量平面反射，回波被天線接收。雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)的發(fā)出與回波接收的頻率差被用于進(jìn)一步的信號(hào)處理，頻率差對(duì)應(yīng)于測(cè)量距離。一個(gè)大的頻率差應(yīng)對(duì)于一個(gè)較大的測(cè)量距離。通過(guò)FFT頻率差被轉(zhuǎn)化為頻譜差，進(jìn)而換算出測(cè)量距離。物位與測(cè)量距離的差別取決于空罐的高度。發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過(guò)天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。
二、雷達(dá)物位計(jì)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：
1.設(shè)計(jì)從電源部分起就選用高質(zhì)量的電源模塊，元器件選擇進(jìn)口高穩(wěn)定可靠的器件，完全可以跟世界同類型儀表相比。
2.高精度兩線制技術(shù)，是差壓、磁致伸縮、射頻導(dǎo)納、磁翻板等種類物位儀的優(yōu)良替代產(chǎn)品。不受壓力、溫度變化、惰性氣體、煙塵、真空、蒸汽等環(huán)境影響，安裝簡(jiǎn)便，牢固耐用，免維護(hù)。
3.搭載通用的4-20mA+HART總線協(xié)議，通過(guò)調(diào)試模塊輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定操作，雷達(dá)物位計(jì)通過(guò)上位機(jī)調(diào)試軟件可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的組態(tài)設(shè)定和遠(yuǎn)程編程測(cè)量靈敏，刷新速度快適用于高溫工況，過(guò)程溫度可高達(dá)200℃，當(dāng)采用高溫延長(zhǎng)天線時(shí)可達(dá)350℃。
三、雷達(dá)物位計(jì)注意事項(xiàng)：
測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐低可見(jiàn)，此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C的位置。
理論上測(cè)量達(dá)到天線尖端的位置是可能的，但是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。
對(duì)于過(guò)溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
最小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。
隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。
一、雷達(dá)物位計(jì)的選型分類：
1.脈沖型和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)
雷達(dá)物位計(jì)用于測(cè)物位的雷達(dá)料位計(jì)通常分為兩類：脈沖型雷達(dá)(Pulse)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)(FMCW)。在過(guò)程監(jiān)測(cè)場(chǎng)合主要選用脈沖型雷達(dá)，由于其頻率較低(6.3GHz)，并且在天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了冷凝、積料等影響，雷達(dá)物位計(jì)還能利用超聲波料位計(jì)中的回波信號(hào)處理，在有攪拌器等復(fù)雜工況中也能識(shí)別有效回波，價(jià)格相對(duì)也較便宜，故在水泥行業(yè)中主要采用了以中環(huán)天儀西門子組裝雷達(dá)為代表的雷達(dá).雷達(dá)由于發(fā)射功率大，量程大，價(jià)格也有較大下降，而且可靠性高，故近期在水泥行業(yè)已較多采用了此中環(huán)天儀雷達(dá)。
2.顆粒狀物料的選型
在水泥廠原料大多是顆粒狀物料，少數(shù)是塊料，如石灰石、原煤、頁(yè)巖等，其半成品熟料也是顆粒狀物料，儲(chǔ)存在庫(kù)或倉(cāng)里，都存在物料的安息角，但也有反射介面。根據(jù)入料和卸料所形成的物料安息角和表面情況，在確定有效量程后，建議采用非接觸型的雷達(dá)物位計(jì)，即帶有棒形或號(hào)角形天線的料位計(jì)。如用接觸型的雷達(dá)料位計(jì)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)纜繩較大的下拉力，造成事故。根據(jù)水泥廠信息反饋，號(hào)角形天線的料位計(jì)回波更強(qiáng)，精確度更高(±0.2～±1%F.S),
3.粉狀物料的選型
在水泥廠和粉磨站水泥庫(kù)一般有4～8個(gè)，在水泥廠還有生料均化庫(kù)和粉煤灰?guī)?，這些物料全是粉料，非常難測(cè)其料位。在庫(kù)里的粉料表面非常疏松，微波反射相當(dāng)困難，為此建議采用接觸型雷達(dá)物位計(jì),也可選用大法蘭的非接觸型雷達(dá)料位計(jì)，較典型雷達(dá)：中環(huán)天儀組裝雷達(dá)。
4.二線制
目前使用的雷達(dá)物位計(jì)大多是一體化的產(chǎn)品，由二線制供電，可直接接控制系統(tǒng)的模塊，輸出4～20mA的模擬信號(hào)，可節(jié)省大量電纜；同時(shí)還提供HART數(shù)字信號(hào)和各種協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)字通信功能，和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接非常方便。
二、雷達(dá)物位計(jì)安裝指導(dǎo)：
下述安裝指導(dǎo)適用于桿式和纜式探頭，雷達(dá)物位計(jì)管式探頭測(cè)量與安裝方式無(wú)關(guān)。
1、安裝位置：a、距離罐壁的距離建議為罐直徑的1/6-1/4(至少300mm，混凝土罐至少400mm)；b、不要安裝在金屬罐中間；c、不要裝在下料口處；d、選擇探頭長(zhǎng)度時(shí)，注意探頭底部距罐底約大于30mm；注意介質(zhì)溫度。
2、罐內(nèi)障礙物：雷達(dá)物位計(jì)安裝時(shí)注意探頭距離障礙至少200mm。
3、干擾的祛除：a、干擾回波抑制：雷達(dá)物位計(jì)軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾回波的抑制，從而達(dá)到理想測(cè)量效果；b、旁通管及導(dǎo)波管(僅適用于液體)對(duì)于粘度不打于500cst，可采用旁通管，導(dǎo)波管或管式來(lái)避免干擾。
4、液體標(biāo)準(zhǔn)安裝：對(duì)于粘度≤500cst且不易產(chǎn)生粘附的介質(zhì)，管式探頭是較佳方案，其特點(diǎn)如下：a、卓越的可靠性；b、可用于介電常數(shù)大于等于1.4的任何介質(zhì)，測(cè)量與介質(zhì)的導(dǎo)電性無(wú)關(guān)；c、罐內(nèi)障礙物及短管尺寸不影響測(cè)量；d、比桿式探頭能承受的橫向壓力高；e、對(duì)于高粘度的介質(zhì)，建議使用桿式探頭。
5、臥罐及立罐上的安裝：
a、管式探頭及桿式探頭最長(zhǎng)可到6米對(duì)于測(cè)量距離超過(guò)6米的罐，可選用8mm纜式探頭；
b、安裝及固定方式同固體粉倉(cāng)測(cè)量；
c、對(duì)距罐壁的距離無(wú)限制，只要避免探頭接觸罐壁即可；
d、如果罐內(nèi)障礙物比較多或過(guò)于靠近探棒時(shí)，請(qǐng)選用管式探頭。
6、腐蝕性介質(zhì)測(cè)量：如果測(cè)量腐蝕性介質(zhì)，雷達(dá)物位計(jì)可選用桿式探頭套一個(gè)塑料套管進(jìn)行測(cè)量。
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