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一文读懂雷达液位计的原理

时间:2022-08-31 08:17:13 点击:27次

雷达液位计利用电磁波经天线向被探测容器的液面发射,当电磁波碰到液面后反射回来,仪表检测出发射波及回波的时差,从而计算出液面的高度。被测介质导电性越好或介电常数越大,回波信号的反射效果越好。

雷达液位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示等几部分组成。发射—反射—接收是雷达液位计工作的基本原理,分为时差式和频差式。时差式是发射频率固定不变,通过测量发射波和反射波的运行时间,并经过智能化信号处理器,测出被测液位的高度。这类雷达液位计的运行时间与液位距离的关系如式(1)所示:t=2d/C(1)。

式中t为探头从发射电磁波至接收到反射电磁波的时间;d为被测介质液位和探头之间的距离;C为电磁波传播速度,C=300000km/s。

频差式的发射频率不是一个固定频率,而是等幅可调频率。雷达液位计向液体表面发射具有连续变化频率的微波信号,当信号向下抵达液体表面并返回天线时,它将与此时正在发射的信号混合;当回波信号向下抵达液体表面并重新返回时,发射的信号已经轻微改变;当把发射信号与接收信号混合时,产生一种与液体表面距离成比例的低频信号,并由此计算出准确度极高的测量值。

由于雷达液位计是利用非接触雷达测量方法,无可动零件进入球罐的内部环境且不与介质接触,因此雷达液位计几乎免维护、无挂料、寿命长,且安装简单、标定简单,也不易受到液面波动变化等影响,特别适用于大型立罐和球罐的测量,故而在此次标准化设计中将雷达液位计作为液位监视仪表。

雷达液位计的缺点是储罐内液体介电常数低,雷达反射波减弱,或者储罐内液体可能产生严重扰动的场合会导致测量的效果受到较大影响。为了减小这些因素对于雷达液位计测量效果的干扰,可以在储罐内设置导波管,将雷达天线安装在导波管内,以最大限度地保证雷达液位计的测量精度。为了避免假反射的出现,可以配套反射板处理过强的虚假反射信号,以提高测量效果,可按照标准的导波管外形尺寸,设计在导波管上自由拆装的反射板,避免影响设备的正常运行以及维护。

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