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雷達波物位計在工業料位測量中的應用
雷達波物位計在工業料位測量中的應用
雷達波是一種特殊形式的電磁波，雷達波物位計利用了電磁波的特殊性能來進行料位檢測的。
料位是工業生產中的一個重要參數。料位測量的方法很多。吹氣法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾種常用的料位測量儀表，都有各自的特點和應用范圍。雷達料位計運用先進的雷達丈量技術，以其優良的性能，尤其是槽罐中有攪拌、溫度高、蒸汽大、介質腐蝕性強、易結疤等惡劣的丈量條件下，顯示出其的性能，工業生產中發揮著越來越重要的作用。
雷達物位計從測量原理角度分為：脈沖型雷達物位計、調頻連續波雷達物位計。
1、脈沖型雷達物位計
雷達物位計天線發射極窄的微波脈沖（例如：6G頻率雷達，即：發送一個△t時間（一般為1ns）的脈沖，疊加6GHZ的正弦波信號），這個脈沖以光速在空間傳播，碰到被測介質表面，其部分能量被反射回來，被同**線接收。發射脈沖與接收脈沖的時間間隔與天線到被測介質表面的距離成正比。
由于其發射脈沖與接收脈沖的時間間隔非常小，一般都采用時間拓展技術，并采用多次測量求平均的方法獲得**終結果；這種測量技術決定了其精度為5~10mm。
脈沖雷達由于采用微波脈沖信號，是間斷性發射脈沖方式，所以，脈沖雷達可以做到功率比較低，一般為0.5W內?？梢院芊奖愕膶崿F本安設計。在設計中大都采用大電容充電方式，等電容充電到一定容量后，進行一次微波脈沖信號發射測量。這種設計方式決定了其在料位變化率比較快的情況下，會出現鎖波現象。
1.1智能雷達
智能雷達屬于脈沖雷達一種，根據其發射裝置大體分為如下幾種類型：喇叭口、波導管、四氟棒材。
喇叭口類型，一般用于液體、固體顆粒的測量，其測量距離在0~30米內；罐頂部容許開口比較大的場所。其喇叭口根據其尺寸大體有如下幾種：Φ140、Φ200、Φ240等。喇叭口的大小對應其測量的距離：Φ140為15m內，Φ200大體距離20m，Φ240大體距離30m。其具體測量距離與介質的介電常數、現場工況環境有關系。例如：測量介質為金屬礦石等，Φ200就可以達到測量距離30m。在如下幾種工況：水泥原料倉、糧庫、污水、鐵礦石、鹽堿廠、鋁業等可以采用喇叭口類型智能雷達。
波導管類型，用于液位的測量，其測量距離小于6米。測量距離主要取決于波導管太長不易安裝、托運等。一般要求罐內液面無大量泡沫，罐內無攪拌（即：液面相對平靜）的工況。
四氟棒材類型，其主要應用于環保行業的測量，其測量距離小于8~10m。由于其發射和接收信號全靠四氟棒材，所以，其信號一般很弱，測量距離**好控制在8m內。其一般應用于：食品行業等。
綜上所述，對于一般工況：測量精度5mm以上；測量液體介質無大量泡沫、液面無**紋；罐內無大量水蒸氣；料位變化速率相對較小等工況時，可以選擇價格比較低廉的智能雷達。
1.2纜式雷達
纜式雷達屬于脈沖雷達一種，其發射脈沖頻率200M~1GHZ，用于固體粉末的測量，其測量距離在0~35米。
一般僅僅用特殊工況，如：水泥廠粉料倉等。罐內煙霧比較大的場所。其安裝比較復雜，需要將纜的低端固定于罐底部；同時，需要對罐內進行清倉處理，影響正常生產。所以，除特殊場所（罐內煙霧比較大），不會采用纜式雷達進行物位測量。
由于纜式雷達仍屬于脈沖雷達一種，所以其精度為5mm以上。
2、調頻連續波型雷達物位計
相對于脈沖回波時間差方式的測量原理，調頻連續波型液位雷達采用FMCW（頻率調制連續波）體制，可以達到計量級的測量精度。
安裝在罐頂液位計通過天線向液面發射經頻率調制的電磁波信號，被測表面返回的信號被發射天線接收，并與天線發射的瞬時頻率信號比較。由于信號的頻率按照一定規律不斷變化，因此比較信號頻率與天線到液面的直線距離成比例。
綜合測量信號與油罐形狀參數，進行幾何處理，就可以得到準確的液位高度和剩余量信息。
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