雷达液位计及其构成的测量系统概述

一、 概述

雷达液位计是一种利用微波而实现的液位测量仪表，用于对储罐，缓冲罐，稳波管，旁通管中的液体，颗粒，浆料，固体的液位进行液位测量，具有不受温度，压力，蒸汽的影响，也不受被测介质物理特性变化等影响的有点。多年来，在电力，石化，冶金，化工等领域得到了广泛的应用。其特点在于：应用微波实现测量，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，高压状态物质。采用数字与模拟两种输出方式，可以单台或者多台按总线式配置，方便与上位监控计算机通讯。具有智能化处理能力，有回波抑制功能，抗干扰能力强。仪表具有防爆功能，可以带到现场操作。通过对不同天线的选择，达到抗腐蚀性要求。

                               
登录/注册后可看大图

二、工作原理及特性

雷达液位计是按“俯视式”时间形成测量原理进行工作的，用于测量探头安装处到液位表面的间距。其结构非常简单，主要由仪表外壳，过程连接和天线组成。

微波脉冲从天线出向被测介质表面发射，发射波在液面处呗反射，反射波被同一天线接收，发射及反射波束均被采样，经信号处理后得到过程连接处到被测介质表面的距离D，D正比于微波脉冲的时间行程T，即D=C*T2（C为光速）。因过程连接处到测量液位零点的距离E已知，由此可以算出液位高度L=E-D。

通常，雷达液位计采用工作频率为26GHz的微波脉冲信号，测量范围可达30M，并在30M范围内任意设定。其智能话程度很高，输出4~20mA标准模拟信号并叠甲HART协议数字通信信号。对于电流输出型，测量液位下限E点和测量液位上线F点分别对应输出4mA和20Ma。对于数字输出型，分别对应物位的0%和100%。 通过现场操作显示器可把E.F等若干参数输入雷达液位计，并存储在内部EPROM中，雷达液位计在E和F设定值之间进行测量。

三、测量系统

1.单点测量系统

单点测量系统如下图所示:

雷达液位计采用两线制24VDC供电，可以通过现场操作显示器进行现场组态。或者经过接口卡，将雷达液位计传出的模拟信号转变为数字信号，传送至上位监控PC机上进行远程组态。

通过PC机可以观察到测量曲线，看到有哪些干扰，干扰物在何位置及干扰幅度有多大，并可以启动干扰自动抑制功能，是测量精度更加可靠。

                               
登录/注册后可看大图

2.多路测量系统

多路测量系统如图3所示：

多个雷达液位计的模拟输出信号通过接口模块和转换器，进行数字转换及传送，然后连接到上位监控总线系统。上位监控PC通过总线，按接口模块的不同地址位与各个雷达液位计进行组态和数据传输。

                               
登录/注册后可看大图

3.多路数字测量系统

除了上面的4~20MA输出，雷达液位计也可以选择带数字输出接头的型号。将雷达液位计输出连接到现场总线上。采用具有数字输出的雷达液位计，在数据传输中能保证较高的测量精度，利用段耦合器将测量总线与输出总线进行电气上隔离，增加了系统的安全性和抗干扰性。

4.雷达液位计的量程选择

一般情况下可根据下面三种情况选择雷达液位计的量程

4.1 当储罐液体表面平稳时：对于介电常数小于1.4的介质，最大量程为5M；对于介电常数大于1.4小于4的介质，最大量程为10M；对于介电常数大于4小于10的介质，最大量程为15M；对于介电常数大于10的液体，最大量程为30M。

4.2 当储罐液体表面有纹波时：对于介电常数小于1.4的介质，最大量程为3M；对于介电常数大于1.4小于4的介质，最大量程为5M；对于介电常数大于4小于10的介质，最大量程为10M；对于介电常数大于10的液体，最大量程为15M。

4.3 在储罐内安装稳波管或者罐外安装旁通管时，由于雷达液位计发射的微波沿管壁向下传导，能量损失小，最大量程可以适当扩大。

四.安装方式

在安装时应注意：发射天线中心轴线与被测介质表面保持垂直，并与罐壁至少保证20CM的间距。避免安装在储罐中心位置，因为这样会使虚假回波增强。尽量避开进料口，搅拌器等干扰源；尽量避开震动，高压清洗及横向负载。雷达液位计可以采用螺纹或者法兰直接安装在罐顶部，也可以安装在导波管或者旁通管顶部。与传统液位计相比具有以下优点：

安装简便，安装费用低，在炼油厂罐区测量应用是，可以不用清罐，直接西永原油条件安装，节省时间和费用；

维护费用低，几乎免维护，要求备品备件少，节省劳动强度，提高生产效率；

智能化，精度高，工作可靠，功能强大。有自检，干扰抑制，随时显示，检查输出电流值，人工模拟输出液位计等功能。输出数字信号可以进行通讯，保证系统升级。