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80G雷達液位計的工作原理與應用

2024-11-02

雷達液位計,目前已經是液位測量行業中不可缺少的檢測儀表。因為雷達液位計具有比同類接觸式與非接觸液位計產品性能上更加有優勢,所以被廣泛應用到各個行業領域,產品自身優勢和測量效果,逐漸獲得越來越多用戶的認可。
1、雷達液位計的工作原理:
雷達液位計的工作原理類似于雷達系統,即發射—反射—接收。具體來說,雷達傳感器的天線以波束的形式發射高頻電磁波信號(通常為微波脈沖),這些信號以光速在空間內傳播。當雷達波信號遇到被測物料表面時,會發生反射,反射回來的回波信號再由天線接收。通過測量發射波和反射波之間的時間差,可以計算出天線與被測物料表面之間的距離,從而得出液位高度。
雷達液位計主要有兩種測量方式:
脈沖式:天線周期性地發射雷達波脈沖,通過測量脈沖的往返時間來計算距離。
調頻連續波式:天線發射圍繞某固定頻率連續變化的雷達波信號,反射回來的信號與發射信號混合,形成新的低頻信號,通過分析該信號來確定距離。
雷達液位計采用發射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線發射出電磁波,這些波經被測對象表面反射后,再被天線接收,電磁波從發射到接收的時間與到液面的距離成正比,關系式:D=CT/2。式中D—雷達液位計到液面的距離;C—光速;T—電磁波運行時間。雷達液位計記錄脈沖波經歷的時間,而電磁波的傳輸速度為常數,則可算出液面到雷達天線的距離,從而知道液面的液位。在實際運用中,雷達液位計有兩種方式即調頻連續波式和脈沖波式。采用調頻連續波技術的液位計,功耗大,須采用四線制,電子電路復雜。而采用雷達脈沖波技術的液位計,功耗低,可用二線制的24VDC供電,容易實現本質安全,適用范圍更廣。

2、雷達液位計的特點:
雷達液位計采用一體化設計,無可動部件,不存在機械磨損,使用壽命長。測量時發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、槽內揮發霧影響的特點,能用于揮發的介質如粗苯的液位測量。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,當信號衰減過小時,會導致雷達液位計無法測到足夠的電磁波信號。導電介質能很好地反射電磁波,對雷達液位計,甚至微導電的物質也能夠反射足夠的電磁波。介電常數大于1.5的非導電介質(空氣的介電常數為1.0)也能夠保證足夠的反射波,介電常數越大,反射信號越強。在實際應用中,幾乎所有的介質都能反射足夠的反射波。
工作頻率為76-81GHz的調頻連續波(FMCW),支持四線制和兩線制應用。多個型號,產品最大量程可以達到120m,盲區可以做到8cm。由于它工作頻率更高,波長更短,所以尤其適合固體應用,通過透鏡發射接收電磁波的工作方式,在高粉塵,惡劣溫度環境下(+200℃)具有獨特的優勢。儀表提供法蘭或者螺紋的固定方式,使得安裝便捷簡易。

雷達液位計根據不同的分類標準,可以分為多種類型:
按工作頻率:
6.8GHz雷達液位計(低頻脈沖)
26GHz雷達液位計(高頻脈沖)
80-120GHz雷達液位計(連續調頻)
按傳感器形式:
導波式雷達液位計
棒狀雷達液位計
喇叭口雷達液位計
平板雷達液位計
水滴雷達液位計
拋物面雷達液位計

特點
雷達液位計具有多種優點,使其在各種工業環境中得到廣泛應用:
通用性強:可測量液位及料位,適用于不同溫度、壓力和介質。
耐腐蝕、耐壓高、耐溫高:適用于惡劣工況。
準確度高:精度可達毫米級,不受真空、煙塵、蒸汽、惰性氣體等環境影響。
穩定可靠:測量過程無可動部件,減少維護。
非接觸式測量:可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。
安裝方便:頂部安裝、側面安裝、旁通管安裝、導波管安裝等多種方式可選。

使用注意事項
在使用雷達液位計時,需要注意以下幾點:
測量范圍:測量范圍從波束觸及罐底的那一點開始計算,如果罐底為凹型或錐形,則應從低點算起。
介質電常數:對于低介電常數的介質,當處于低液位時,建議將零點定在低液位點。
腐蝕及粘附:考慮到腐蝕及粘附的影響,測量范圍的終值應距離天線的尖端至少100mm。
安全距離:為起到過溢保護作用,應設置一段安全距離附加在盲區上。
安裝位置:避免安裝在入料口上方和中心位置,以防多重虛假回波干擾。

應用領域
雷達液位計廣泛應用于水泥、電力、冶金、石油、化工、煤炭、食品、采礦等行業,適用于液體、漿液、帶蒸汽液體、高溫以及低介電常數介質、帶攪拌的儲罐和過程容器以及固體料倉。
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