平衡流量計雷達(dá)物位計的工作原理及運(yùn)用范圍

一、工作原理：

平衡流量計導(dǎo)波雷達(dá)物位計是一種微波物位計，它是微波(雷達(dá))定位技術(shù)的一種運(yùn)用。它是通過一個可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號)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。根據(jù)測量能量波運(yùn)動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號。

能量輻射水平低，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)，不會對其他設(shè)備以及人員造成輻射傷害。

二、適用范圍及特點(diǎn)：

導(dǎo)波微波物位儀表用于對液體、漿料及顆粒料等介電常數(shù)比較小的介質(zhì)的進(jìn)行接觸連續(xù)測量，適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場合。

(1) 雷達(dá)物位計 采用一體化設(shè)計，無可動部件，不存在機(jī)械磨損，使用壽命長。

(2)雷達(dá)物位計測量時發(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)如粗苯的液位測量。

(3)雷達(dá)物位計幾乎能用于所有液體的液位測量。電磁波在液位表面反射時，信號會衰減，當(dāng)信號衰減過小時，會導(dǎo)致雷達(dá)液位計無法測到足夠的電磁波信號。導(dǎo)電介質(zhì)能很好地反射電磁波，對MAT雷達(dá)液位計，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，反射信號越強(qiáng)。在實際應(yīng)用中，幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。

(4)采用非接觸式測量，不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。

(5)測量范圍大，最大的測量范圍可達(dá)0~35m，可用于高溫、高壓的液位測量。

(6)天線等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強(qiáng)平衡流量計，能適應(yīng)腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境。

(7)功能豐富，具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。輸入液面的實際液位，軟件能自動地標(biāo)識出液面到天線的虛假回波，排除這些波的干擾。

(8)參數(shù)設(shè)定方便，可用液位計上的簡易操作鍵進(jìn)行設(shè)定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有MAT軟件的 PC機(jī)在遠(yuǎn)程或直接接在液位計的通信端進(jìn)行設(shè)定，十分方便。

MAT雷達(dá)物位計的原理

雷達(dá)物位計采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時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)液位計到液面的距離；C——光速；T——電磁波運(yùn)行時間。

雷達(dá)物位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間，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。

三、雷達(dá) 液位計 安裝的留意事項

雷達(dá)液位計能否準(zhǔn)確丈量，依靠于反射波的信號。假如在所選擇安裝的位置，液面不能將電磁波反射回雷達(dá)天線或在信號波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給雷達(dá)液位計，雷達(dá)液位計都不能準(zhǔn)確反映實際液位。因此，公道選擇安裝位置對雷達(dá)液位計十分重要，在安裝時應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：

(1)雷達(dá)物位計天線的軸線應(yīng)與液位的反射表面垂直。

(2)槽內(nèi)的攪拌閥、槽壁的黏附物和蹊徑等物體，假如在雷達(dá)液位計的信號范圍內(nèi)，會產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位丈量。在安裝時要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾。

(3)喇叭型的雷達(dá)液位計的喇叭口要超過安裝孔的內(nèi)表面一定的間隔(>10mm)。棒式液位計的天線要伸出安裝孔，安裝孔的長度不能超過100mm。對于圓型或橢圓型的容器，應(yīng)裝在離中央為1/2R(R為容器半徑)間隔的位置，不可裝在圓型或橢圓型的容器頂?shù)闹醒胩帲駝t雷達(dá)波在容器壁的多重反射后，匯集于容器頂?shù)闹醒胩帲纬珊軓?qiáng)的干擾波，會影響正確丈量。

　 (4)對液位波動較大的容器的液位丈量，可采用附帶旁通管的液位計，以減少液位波動的影響。

安裝完畢以后，可以用裝有MAT軟件的 PC機(jī)觀察反射波曲線圖，來判定液位計安裝是否恰當(dāng)，如不恰當(dāng)，則進(jìn)一步調(diào)整安裝位置，直到滿足為止。

在我公司的貯槽中，最初我們選擇雷達(dá)液位計安裝于離槽壁大約300mm的位置，用PC機(jī)觀察反射波曲線圖如圖2a所示，在反射波前有一很強(qiáng)的干擾波，造成這種干擾波的主要原因可能是槽壁上的積垢。為避免這些因素的影響，我們選擇在距天線和支撐柱間隔各為1000mm的位置如圖1b所示，用裝有MAT軟件的 PC機(jī)觀察反射波曲線圖如圖2b所示，降低了干擾波的強(qiáng)度，有效地去除了干擾波的影響。

對于有些安裝位置無法避免的干擾波如圖2b的干擾波，還可利用MAT雷達(dá)物位計識別虛假波的功能，液位計能根據(jù)實際液位標(biāo)識出干擾反射波，并存于雷達(dá)液位計的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，使雷達(dá)液位計在數(shù)據(jù)處理時能識別這些干擾波，去除這些干擾反射波的影響，保證丈量的正確性

四、雷達(dá)物位計的維護(hù)

雷達(dá)無誒及主要由電子元件和天線構(gòu)成，無可動部件，在使用中的故障極少。使用中偶然碰到的題目是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機(jī)物會在雷達(dá)液位計的喇叭口或天線上結(jié)晶，對它們只要按期檢查和清理即可，維護(hù)量少。

在日常維護(hù)中，可以用PC機(jī)(裝有MAT軟件)遠(yuǎn)程觀察反射波曲線圖，對于后來可能新產(chǎn)生的干擾波，可以利用液位計有識別虛假波的功能，除去這些干擾反射波的影響，平衡流量計保證正確丈量