雷達液位計組成部分有哪些

摘要：雷達液位計雖然是一種高精度的可以達到毫米級的液位檢測儀表，沒有可動部件使用壽命長等優點，但實際使用中會遇到各種各樣的問題，這些故障問題不同于其他的液位測量儀表，偏離真實值只是一個很小的范圍。雷達液位計出現問題就是災難性的，不是*大就是*小，不是死數就是不變，因此雷達液位計在實際使用中的維修技能必須要熟練掌握，希望此文對于使用雷達液位計的人員有所幫助。

雷達是利用電磁波傳播過程中折射性和快速性而研發的一種空間測距電子儀器，*初用于國防及航空導航。隨著科學技術的推廣，雷達逐漸用于工業和民用領域，并衍生出眾多型號產品，應用于工業生產中液位測量的雷達液位計就是其中的一類。

雷達液位計測量原理

雷達液位計的測量原理和軍工中的雷達一樣，都是通過電磁波的直線傳播特性測量周圍空間的凈空距離，即被測物體距離雷達的直線空間距離，具體到工業生產中就是液體的液面到雷達天線的空高。通過對雷達液位計組態可設定雷達天線到容器底部的垂直距離，根據已經測得的液面空高就可計算出液體的液位高度。

測量原理公式為H=L-CT/2

C為電磁波的波速即光速， T為電磁波從發射到接收所用到的時間，L為雷達天線距離容器的*低端的垂直高度，H為被測液體的高度。

工業中的液位檢測不同于軍工航空動輒幾十上百千米的空間測距，生產中的液位檢測距離都較小，高范圍的儲罐液位檢測也就一二十米的垂直高度，這樣的距離空間相對于光速傳播的電磁波來說可以忽略不計，于是上述的測量方式很難實現，因為人類無法制造出不用時間的電路處理儀表。

為使雷達測距應用于工業中的液位檢測，生產廠商使用了高頻的無線電波，使用線性調頻連續測距的方法，讓天線發射的電磁波的頻率隨著時間進行改變，接收器接收到的反射電磁波頻率與此時的天線發射頻率是不同的，通過計算兩者的頻率差，換算得出電磁波在空間傳播的時間，從而能夠計算出被測液位的高度。

雷達液位計的組成構造

不同廠商所生產的雷達液位計形式各異，但總體的部件大體是一致的，其主要包括電路部分（雷達波發生器、信號檢測、信號處理），天線及接收器和安裝附件表體三大部分。根據天線的不同，雷達液位計可分為導波雷達和普通雷達兩大類型。

導波雷達液位計

導波雷達是在電磁波發射器的下方安裝了一個金屬導波體，讓高頻的無線電波沿著金屬體垂直向下傳播，當電磁波碰到被測物質的液面時，電磁波會在接觸面反射，沿著波導體垂直的返回到雷達液位計天線內部的接收器中，然后處理電路進行分析計算，得出被測液體的液面高度。根據金屬導波體的不同，導波雷達又分為纜式和桿式兩大類。

纜式導波雷達的導波體為一個柔性的不銹鋼金屬繩，其末端栓一金屬重物，以保證金屬繩在被測液體中垂直的伸入到容器底部，防止金屬繩在使用中漂浮擺動而彎曲。這樣結構的雷達液位計主要用于底下罐、零位罐等地面以下的液位測量中。

現場使用的導波雷達如圖所示：

桿式導波雷達的波導體根據導波桿及天線的不同又分為很多種，有金屬桿式的導波雷達，有通過金屬管的喇叭天線式的導波雷達，有帶有旁通測量筒的導波雷達。這些導波雷達主要用于高出地面的儲罐液位測量或生產設備塔器儲罐可以側裝旁通管的液位測量。

普通雷達液位計

普通雷達液位計的天線，只是一個電磁波的發射接受裝置，其電磁波發射后通過氣相自由傳播，由于雷達液位計電磁波為高頻的微波信號發散傳播性差，而且被測液體距離雷達液位計的高度小，其電磁波傳播過程可看成垂直傳播，因此這種雷達液位計滿足液位測距要求。相對于導波雷達少了導波體節省費用方便安裝，在儲罐等較高液位測量中得到大量的應用。

根據天線的不同生產廠商制作了不同型號的雷達液位計，以適應不同工況環境。廠里使用的普通雷達液位計的天線有喇叭口、水滴形（防液體揮發凝結）、偏心型（防多重反射電磁波干擾）、寬口喇叭口（防氣相介質衰減電磁波）四種類型。

普通雷達液位計主要用在儲罐液位檢測中，現場安裝及天線如圖：

電路處理部分

根據雷達液位計處理電路的復雜程度，雷達液位計分為單路測量的普通模式和多重處理信號的總線模式。多重信號處理不僅能處理雷達電磁波測距的液位信號也可處理熱電阻的溫度測量信號，并可通過總線的方式把多臺雷達液位計連接起來，通過一根總線遠傳到控制室內。適用于儲罐眾多布局分散的大中型儲罐系統的液位測量，節約了傳輸線纜的鋪設和費用。

總線式雷達液位計如圖所示：

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