料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要參數(shù)。測(cè)量料位的方法有很多。根據(jù)不同的工作條件和介質(zhì)，可以使用不同測(cè)量原理的料位儀。幾種常用的料位測(cè)量?jī)x器，如吹制法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等，都有各自的特點(diǎn)和適用范圍。雷達(dá)料位計(jì)采用先進(jìn)的雷達(dá)測(cè)量技術(shù)，以其優(yōu)異的性能顯示其性能，特別是在攪拌、高溫、大蒸汽、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、易結(jié)疤等惡劣測(cè)量條件下，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

　　一、原理和技術(shù)性能

　　雷達(dá)波是電磁波的一種特殊形式，雷達(dá)料位計(jì)利用電磁波的特殊性質(zhì)來(lái)檢測(cè)料位。電磁波的物理特性與可見(jiàn)光相似，傳播速度等于光速。頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、灰塵等干擾源，遇到障礙物容易被反射。被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率或介電常數(shù)越好，回波信號(hào)的反射效果越好。

　　雷達(dá)波頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積能量(磁通量或場(chǎng)強(qiáng))越大，波衰減越小，雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量效果越好。

　　1、雷達(dá)料位計(jì)的基本原理

　　雷達(dá)料位計(jì)的組成：主要由發(fā)射接收裝置、信號(hào)處理器、天線、操作面板、顯示器、故障報(bào)警器等組成。

　　發(fā)射-反射-接收是雷達(dá)料位計(jì)的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射z小于5.8GHz的雷達(dá)信號(hào)。反射的信號(hào)仍然由天線接收，雷達(dá)脈沖信號(hào)從發(fā)射到接收的運(yùn)行時(shí)間與傳感器到介質(zhì)表面的距離和物體水平成正比。

　　即h=H–vt/2，其中h為料位；H為溝槽高度；v為雷達(dá)波速；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時(shí)間；

　　2、用雷達(dá)物位計(jì)測(cè)量料位的先進(jìn)技術(shù)；

　　(1)新回波處理技術(shù)的應(yīng)用

　　從雷達(dá)料位計(jì)的測(cè)量原理可知，雷達(dá)料位計(jì)是通過(guò)處理雷達(dá)波從探頭傳到介質(zhì)表面再返回探頭的時(shí)間來(lái)測(cè)量物位的，反射信號(hào)中混有很多干擾信號(hào)。因此，真實(shí)回波的處理和各種虛假回波的識(shí)別技術(shù)成為雷達(dá)料位計(jì)精確測(cè)量的關(guān)鍵因素。

　　(2)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理：

　　由于受液位波動(dòng)、隨機(jī)噪聲等因素的影響，檢測(cè)信號(hào)中必然夾雜著大量的噪聲。為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，必須對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，以盡可能消除噪聲。

　　經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，該數(shù)據(jù)平滑方法能夠取得令人滿(mǎn)意的結(jié)果。這種方法也能有效地克服罐內(nèi)攪拌器對(duì)測(cè)量的影響。

　　(3)雷達(dá)料位計(jì)的特點(diǎn)：

　　由于雷達(dá)料位計(jì)采用了上述先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，具有雷達(dá)波頻率高、穿透性能好的特點(diǎn)，因此雷達(dá)料位計(jì)的性能優(yōu)于接觸式料位計(jì)和類(lèi)似的非接觸式料位計(jì)。在惡劣條件下可連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量。

　　操作簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。

　　準(zhǔn)確、安全、節(jié)能。

　　無(wú)需維護(hù)，可靠性高。

　　幾乎所有介質(zhì)都可以測(cè)量。

　　二、安裝應(yīng)注意的問(wèn)題

　　(1)當(dāng)測(cè)量液體材料時(shí)，傳感器的軸和介質(zhì)的表面保持垂直；測(cè)量固體材料時(shí)，由于固體介質(zhì)會(huì)有堆積角，傳感器應(yīng)傾斜一定角度。

　　(2)盡量避免器件在發(fā)射角度引起假反射。特別是在天線Z附近的1/3錐形發(fā)射區(qū)域需要避開(kāi)障礙物裝置(因?yàn)檎系K物裝置越近，假反射信號(hào)越強(qiáng))。如果不可避免，建議使用折射板將過(guò)于強(qiáng)烈的虛假反射信號(hào)折射掉。這樣可以降低假回波的能量密度，傳感器可以很容易地濾除假信號(hào)。

　　(3)避開(kāi)進(jìn)料口，避免假反射。

　　(4)傳感器不應(yīng)安裝在拱形罐的中心(否則傳感器接收到的虛假回波會(huì)增強(qiáng))，也不應(yīng)安裝在離罐壁很近的地方。最佳安裝位置為容器半徑的1/2。

　　(5)避免安裝在渦流強(qiáng)的地方。例如，由于攪拌或強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，建議使用波導(dǎo)管或旁通管進(jìn)行測(cè)量。

　　(6)如果傳感器安裝在連接管上，天線必須從連接管伸出。喇叭天線伸出連接管至少10毫米。棒狀天線的連接管的長(zhǎng)度z大于100或250毫米。噴嘴直徑z小250毫米。可以采用增大噴嘴直徑的方法來(lái)減小噴嘴引起的干涉回波。

　　(7)關(guān)于波導(dǎo)天線：波導(dǎo)內(nèi)壁必須光滑，下方開(kāi)口的波導(dǎo)必須達(dá)到要求的Z低液位，以便在管道中測(cè)量。傳感器的模板應(yīng)與波導(dǎo)管開(kāi)口的軸線對(duì)齊。如果測(cè)得的介電常數(shù)小于4，則需要在波導(dǎo)管的末端安裝一個(gè)反射板，或者將波導(dǎo)管的末端彎曲成一個(gè)彎頭，以折射來(lái)自容器底部的反射回波。

　　三、應(yīng)用中的問(wèn)題及解決方法

　　由于傳感器安裝位置和條件不當(dāng)，某些工作條件下使用的雷達(dá)料位計(jì)存在一些問(wèn)題。將提出以下解決方案供您參考。

　　1、探測(cè)結(jié)疤和常見(jiàn)故障的解決方案

　　一種方法是升高探頭安裝位置，但有時(shí)當(dāng)安裝條件有限，無(wú)法升高時(shí)，料位測(cè)量值應(yīng)與罐內(nèi)泵聯(lián)鎖解決這一問(wèn)題：將Z高料位設(shè)定值降低0.5m左右，當(dāng)料位達(dá)到Z高值時(shí)，停止給水泵或啟動(dòng)排水泵。

　　2、雷達(dá)料位計(jì)液泛的相應(yīng)改進(jìn)措施

　　解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是將雷達(dá)料位計(jì)改為導(dǎo)波管式測(cè)量。波導(dǎo)雷達(dá)料位計(jì)仍然安裝在原來(lái)的開(kāi)口處，波導(dǎo)比排氣管高0.2m左右，這樣即使?jié){液從排氣管溢出，料位計(jì)的天線也不會(huì)被漿液淹沒(méi)，避免了攪拌器渦流的干擾和探頭出來(lái)的大量蒸汽，減少了對(duì)探頭的損壞。同時(shí)，由于波導(dǎo)良好的聚焦效果，接收到的雷達(dá)波信號(hào)更強(qiáng)，達(dá)到了良好的測(cè)量效果。采用波導(dǎo)測(cè)量方法可以改善儀器的測(cè)量條件，提高儀器的測(cè)量性能，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　3、關(guān)于泡沫對(duì)測(cè)量的影響：

　　干泡沫和濕泡沫都能反射雷達(dá)波，對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響；中性泡沫吸收和擴(kuò)散雷達(dá)波，嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒(méi)有回波。當(dāng)介質(zhì)表面為厚泡沫時(shí)，測(cè)量誤差較大或無(wú)法測(cè)量。在這種工作條件下，雷達(dá)料位計(jì)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，這是其應(yīng)用的局限性。

　　4、天線結(jié)疤的處理：

　　低介電常數(shù)的懸掛材料在干燥狀態(tài)下對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響，而高介電常數(shù)的懸掛材料對(duì)測(cè)量有影響。壓縮空氣可用于吹掃(或用清水沖洗)，冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電氣部件