淺析雷達液位計與導波雷達液位計在工作原理
欄目：行業(yè)資訊
發(fā)布時間：2019-12-24
行業(yè)資訊
雷達液位計(物位計)如果按發(fā)射雷達波的頻率分，可分為高頻雷達和低頻雷達。在潤中儀表科技的雷達液位計(物位計)的產品系列中，XYRD1000A為頻率為26GHz的產品，RZRD1000B為低頻6GHz的產品是。高頻雷達發(fā)射的都是超過20GHz以上的高頻微波，根據波的特性：速度=波長*頻率，我們可以得知24GHz高頻的微波的波長較其他頻段的雷達波的波長要短的多。一般的講，固體料面的形狀是傾斜而且粗糙的，較小的波長可以大程度上保證發(fā)射出去的雷達波能夠在粗糙的固體表面大程度地被反射回雷達探頭。因而高頻雷達主要應用于固體介質和大量程場合的測量。低頻雷達發(fā)射微波頻率在100MHZ~6MHZ，主要應用于液體介質和小量程場合的測量。我們發(fā)現(xiàn)在企業(yè)的實際采購中，高頻的雷達液位計越來越受到青睞，毫無疑問，高頻的產品較之低頻的產品確實是有優(yōu)勢的，細細分析一下其中的原因，有以下幾點：
一、高頻雷達物位計(主要指26GHz和24GHz)具有能量高，波束角小(一般Φ95的喇叭天線的波束角為8o，而6GHz低頻脈沖雷達的喇叭天線直徑為Φ246時，波束角為15o)，天線尺寸小，精度高等優(yōu)點
二、26GHz雷達波長11mm，6GHz雷達波長50mm，雷達測量散裝料位時，雷達波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強度與物料大小成正比，與波長成反比，而大部份散裝料直徑遠遠小于50mm，這就是為什么目前26GHz雷達是散裝料物位測量的佳選擇。
三、在一些直徑小高度矮的小罐應用中，6GHz雷達天線長(300-400mm)無形中增大了盲區(qū)(大約600mm)，由于6GHz雷達方向性差(開角大)在小罐中會產生多徑反射;26GHz雷達頻率高頻，天線短，方向性好，克服了6GHz雷達的缺點，適用于小罐測量。
四、由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，隨著時間推移，雷達天線會堆積污物、水汽等，這些污物與粘結物會對于發(fā)射微波產生干擾，甚至嚴重導致無法測量，26GHz雷達物位計天線小，加天線罩可大大改善污物、水汽影響；6GHz雷達天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理困難。
五、由于26GHz雷達物位計方向性好，很多惡劣工況，可通過簡單隔離，將雷達裝在容器外進行測量。
六、高頻雷達物位計的極限量程可達到70米，而低頻雷達物位計的極限量程為35米，對于一些需要測量范圍極高的用戶來說，高頻雷達物位計***是***。
隨著生產技術的提高，在目前國內的市場上，高頻的26GHz雷達物位計的價格與低頻的6GHz雷達物位計價格相差不多，高頻雷達液位計(物位計)產品的性價比更加凸現(xiàn)，促進了26GHz雷達物位計的應用。可以預見，6GHz雷達物位計市場占有率會逐年降低。隨著技術的進步，我們期待更高頻率(如：90GHz)、更小開角(如：2°，3°)、更小體積的雷達物位計的面世。
一，雷達液位計的工作原理
發(fā)射—反射—接收就是雷達液位計的基本工作原理。
雷達傳感器的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號，發(fā)射波在被測物料表面產生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。
發(fā)射及反射波束中的每一點都采用超聲采樣的方法進行采集。信號經智能處理器處理后得出介質與探頭之間的距離，送終端顯示器進行顯示、報警、操作等。
特點
雷達液位計大的特點是在惡劣條件下功效顯著。無論是有毒介質，還是腐蝕性介質，也無論是固體、液體還是粉塵性、漿狀介質，它都可以進行測量。在測量方面，具有以下特點：
1、連續(xù)準確地測量 雷達液位計的探頭與介質表面無接觸，屬非接觸測量，能夠準確、快速地測量不同的介質。探頭幾乎不受溫度、壓力、氣體等的影響（500℃時影響僅為0.018%，50bar時為0.8%）。
2、對干擾回波具有抑制功能
3、準確安全節(jié)省能源
雷達液位計采用材料的化學性、機械性都相當穩(wěn)定，且材料可以循環(huán)利用，極具環(huán)保功效。
4、無須維修且可靠性強
微波幾乎不受干擾，與測量介質不直接接觸，幾乎可以被應用于各種場合，如真空測量、液位測量或料位測量等。由于高級材料的使用，對情況極其復雜的化學、物理條件都很耐用，它可以提供準確可靠、長期穩(wěn)定的模擬量或數字量的物位信號。
5、維護方便，操作簡單
6、雷達液位計具有故障報警及自診斷功能。根據操作顯示模塊提示的錯誤代碼分析故障，及時確定故障予以排除，使維護校正更加方便、準確，保障儀表的正常運行。
6、適用范圍廣，幾乎可以測量所有介質
7、從槽罐體的形狀來說，雷達液位計可以對球罐、臥罐、柱形罐、圓柱椎體罐等的液位進行測量；從罐體功能來說，可以對儲罐、緩沖罐、微波管、旁通管中的液位進行測量；從被測介質來說，可以對液體、顆粒、料漿等進行測量。
總的來說，就是雷達液位計使用范圍廣，是非接觸式的測量方式。材質優(yōu)良，故障率低。然而，價格真的很不便宜！
二，導波雷達液位計的工作原理
8、 導波雷達液位計是基于時間行程原理的測量儀表，雷達波以光速運行，運行時間可以通過電子部件被轉換成物位信號。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式探頭傳播，當脈沖遇到物料表面時反射回來被儀表內的接收器接收，并將距離信號轉化為物位信號。
9、特點
1、對蒸汽和泡沫有很強的抑制能力，測量不受影響；
2、2、不受液體密度，固體物料的疏松程度、溫度、加料時的粉塵的影響；
3、低維護，高性能、高精度、高可靠性，使用壽命長。
三、雷達液位計與導波雷達液位計六點區(qū)別
一，接觸方式不同
雷達液位計是非接觸式的，波導式液位計則是接觸式的。也就是說，在食品等級要求較高的場合，是不能用先導式的。
區(qū)別二，使用工況介質不同
導波雷達式液位計更需考慮介質的腐蝕性和粘附性，而且過長的導波雷達安裝和維護更加困難。
低介電常數的工況，無論雷達還是導波雷達測量原理都是基于介質介電常數差別，由于普通雷達的發(fā)射的波是發(fā)散的，當介質介電常數過低時，信號太弱測量不穩(wěn)定，而導波雷達波是沿導波桿傳播信號相對穩(wěn)定，另外一般的導波雷達還有底部探測功能，可以根據底部回波信號能測量值加以修正，使信號更為穩(wěn)定準確。
區(qū)別三，選型有不同
普通雷達可以互換使用，而導波雷達由于導波桿（纜）長度根據原工況固定，一般不能互換使用，受此影響導波雷達的選型要比普通雷達麻煩。
區(qū)別四，測量范圍不同
普通雷達在30、40m的罐體上應用比較常見，甚至可測到60m。
導波雷達還要考慮導波桿（纜）的受力情況，也是由于受力的原因一般用導波雷達的測量距離不會很長。
而不過在一些特殊工況導波雷達有明顯的優(yōu)勢，如罐內有攪拌，介質波動大，這樣的工況用底部固定的導波雷達測量值要比變通雷達穩(wěn)定；
還有小罐體內的物位測量，由于安裝測量空間小（或罐內干擾物較多），一般普通雷達不適用，這時導波雷達的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。
區(qū)別六，樣式不同
雷達式液位計是喇叭口形狀的，而先導式液位計則是有導波桿的。
兩個形狀不同自然在一些使用場合上會有不同。