雷达波液位计的原理

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雷达液位计是一种采用微波测量技术、无可动部件、非接触式机电一体化的液位测量仪表，通过探头发射波和液面反射渡之间的某种参数关系来测量液位。就其参量关系而言，目前主要有两大类雷达液位计。一类是通过测量发射波和反射波之间的运行时间（时间差）经智能化信号处理后，将与被测液位距离成正比关系的时间再转换为电信号。此类微波液位计的发射频率是固定的，其运行时间与液位距离的关系为：t=2d／C式中，C——电磁波传播速度d——被测介质液面与探头间距t——发射与探头接到反射渡的时间差另一类则是测量发射渡和反射波间的频率差，并将此频率差转换为与被测液面成比例关系的电信号。这种雷达液位计的发射频率不是某一固定频率，而是一个等幅调频渡。雷达液位计作为液位测量仪表，具有如下特点：（1）非接触式液位测量，安装使用方便，寿命长，可靠性好；（2）应用范围广，可用于液体、乳状体、熔融体等形态物体的液位测量，被测介质可以是易燃、易爆、腐蚀性强的高温、液态物质；（3）适用于工作环境恶劣的场所；（4）产品具有安全防爆性能。雷达液位计按分辨率（或精度）分为工业级（控制级）和计量级，两者的价格相差很大，设计选型中应根据具体情况确定产品的精度等级。工业级雷达液位计的分辨率一般在l0～20mm范围内，它适台作液面测量用，不能用作物料的收付计量。计量级雷达液位计的测量精度在lmm之内（特殊用途可达0.1mm），既可用作液面测量，也可用作物料的收付计量基于以上特点，雷达液位计正越来越多地被应用于石油化工领域。现结台工程设计实践，将雷达液位计在设计选型中应注意的问题介绍如下2注意使用的压力等级因微波传播速度不受空气密度变化的影响，故雷达液位计在真空或受压状态下均能正常工作但从压力与发射渡传播时间的理论关系看（见图1），当罐或反应器内操作压力高到某一范围时，压力对雷达液位计测量所带来的误差是不容忽略的目前各生产厂商对产品的压力等级均有要求，因此在设计选型过程中，如遇压力过高时要引起注意。特别是反应器液位测量，因为压力是不断变化的。3物料特性对测量的影响雷达液位计由它的测量原理和微波传播特性所决定，介质的相对介电常数、液体的湍流状态及气泡大小等被测物料特性对微波信号的衰减，应引起足够的重视。因为雷达液位计的发射频率是属于以空间形式沿直线传播的超高频厚米波，它在液面处会产生发射和折射，使微波有效的反射信号强度衰减过大，导致雷达液位计无法正常工作。因此在选用雷达液位计时，要知道被测物料的相对介电常数，以确保所选用的雷达液位计能正常工作，被测介质的相对介电常数应大于产品所要求的*小值。4安装中应注意的问题（1）使用导波管：采用导渡管的目的主要是消除罐（或容器）形状可能导致的多重回波所产生的干扰，并提高信号噪声比，以确保测量精度。导波管的安装应重点注意以下几个方面：①轴线与液面相垂直；②液位计应确保位于导波管的中心；③导波管的焊接应平整处理，确保无焊疤和毛刺。（2）安装位置应注意避开进料口、进料帘和旋祸。（3）对腐蚀性介质的测量，若选用聚四氟乙烯的测量窗口的雷达液位计，应注意使用温度。
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;SITRANSProbeLU/LR一体化超声波/雷达液位计——液位测量的新标准[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
宋晓航;脉冲强磁场低温杜瓦液位计设计[D];华中科技大学;2012年
武维茂;电容式液位计设计[D];电子科技大学;2014年
李硕;导波雷达液位计测量技术研究[D];电子科技大学;2014年
李林巍;导波雷达液位计回波信号处理模块设计方法研究[D];电子科技大学;2014年
何平;基于ZIGBEE无线网络的静压式液位计系统研制[D];兰州理工大学;2015年
沈乐书;大量程液位计远程校准系统研究[D];中国计量大学;2016年
刘星汛;新型容栅式磁翻柱液位计的研究[D];天津大学;2005年
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三、超声波液位计
超声波液位计广泛应用于石油、化工、水处理、水利、食品、粮食等行业，可安装于化学储罐、滤池、液体储罐，污水提升泵站、污水处理池、地下油罐等设备中。
优点：超声波液位计属于非接触测量仪表，精度受液体的粘度、密度等的影响较小；仪器无任何机械可动部件，寿命长，并严格密封与外界隔离，因此维护工作量很小；精度高、稳定可靠、读数便捷；现场安装简易，无需复杂的现场标定。
缺点：超声波液位计的声波发射后反射回探头，因此测量工况中不宜有障碍物，否则影响声波发射，造成信号丢失；超声波属于机械波，受介质的压力、温度、气流、湿度的影响，在真空环境中不适用；粉尘对声速的影响较小，但对声波的衰减度很明显，因此超声波液位计不适用于有大量粉尘的工况；对于有水雾、易产生大量泡沫性的介质、易挥发性介质的场合不能使用超声波液位计，因为其声波会被吸收或干扰声波发射，而使信号丢失、测量不准确。
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过程连接/材料
GP(H)螺纹G1?A/不锈钢316L
GA(H)螺纹1?NPT/不锈钢316L
GB(G)螺纹G1?A/PP
GC(J)螺纹G1?A/不锈钢316L/温度(-60~250)℃
GD(K)螺纹G1?A/不锈钢316L/温度(-60~400)℃、压强40MPa
GE(I)螺纹G1?A/不锈钢316L(带吹扫)
GX特殊定制
密封/过程温度
2Viton(-60~150)℃
3Kalrez(-60~250)℃
4石墨(-60~400)℃
B(4~20)mA/HART两线制
C(4~20)mA/(22.8~26.4)VDC/HART两线/四线制
D(198~242)VAC/HART四线制
外壳/防护等级
B塑料/IP66
D铝两腔/IP67
G不锈钢316L/IP67
现场显示/编程
注:本安型(ExiaIICT6)只限用"B"电子组件及"A"型外壳;本安+船用许可证(ExiaIICT6)
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在14年雷达液位计行业也会有一个更好的发展，尤其是价格上的优势也让国产雷达液位计占有了很大的市场份额。相信在今年整体市场都会有一个小高峰，未来四年之内都会呈现出一个稳定的增长态势，而且也是非常适合大家进行投资的。高智能型的产品目前是市场较为稀缺的，可以加快这方面产品的研发，逐步的占领国内市场。
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