雷達(dá)物位計(jì)從測(cè)量原理角度的分類

雷達(dá)物位計(jì)從測(cè)量原理角度分為：脈沖型雷達(dá)物位計(jì)、調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)。

1 、脈沖型雷達(dá)物位計(jì)

雷達(dá)物位計(jì)天線發(fā)射極窄的微波脈沖（例如： 6G 頻率雷達(dá)，即：發(fā)送一個(gè)△ t 時(shí)間（一般為 1ns ）的脈沖，疊加 6GHZ 的正弦波信號(hào)），這個(gè)脈沖以光速在空間傳播，碰到被測(cè)介質(zhì)表面，其部分能量被反射回來，被同一天線接收。發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔與天線到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。

由于其發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔非常小，一般都采用時(shí)間拓展技術(shù)，并采用多次測(cè)量求平均的方法獲得最終結(jié)果；這種測(cè)量技術(shù)決定了其精度為 5~10mm 。

脈沖雷達(dá)由于采用微波脈沖信號(hào)，是間斷性發(fā)射脈沖方式，所以，脈沖雷達(dá)可以做到功率比較低，一般為 0.5W 內(nèi)。可以很方便的實(shí)現(xiàn)本安設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中大都采用大電容充電方式，等電容充電到一定容量后，進(jìn)行一次微波脈沖信號(hào)發(fā)射測(cè)量。這種設(shè)計(jì)方式?jīng)Q定了其在料位變化率比較快的情況下，會(huì)出現(xiàn)鎖波現(xiàn)象。

1.1 智能雷達(dá)

智能雷達(dá)屬于脈沖雷達(dá)一種，根據(jù)其發(fā)射裝置大體分為如下幾種類型：喇叭口、波導(dǎo)管、四氟棒材。

喇叭口類型，一般用于液體、固體顆粒的測(cè)量，其測(cè)量距離在 0~30 米內(nèi)；罐頂部容許開口比較大的場(chǎng)所。其喇叭口根據(jù)其尺寸大體有如下幾種：Φ 140 、Φ 200 、Φ 240 等。喇叭口的大小對(duì)應(yīng)其測(cè)量的距離：Φ 140 為 15m 內(nèi)，Φ 200 大體距離 20m ，Φ 240 大體距離 30m 。其具體測(cè)量距離與介質(zhì)的介電常數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)工況環(huán)境有關(guān)系。例如：測(cè)量介質(zhì)為金屬礦石等，Φ 200 就可以達(dá)到測(cè)量距離 30m 。在如下幾種工況：水泥原料倉、糧庫、污水、鐵礦石、鹽堿廠、鋁業(yè)等可以采用喇叭口類型智能雷達(dá)。

波導(dǎo)管類型，用于液位的測(cè)量，其測(cè)量距離小于 6 米。測(cè)量距離主要取決于波導(dǎo)管太長(zhǎng)不易安裝、托運(yùn)等。一般要求罐內(nèi)液面無大量泡沫，罐內(nèi)無攪拌（即：液面相對(duì)平靜）的工況。

四氟棒材類型，其主要應(yīng)用于環(huán)保行業(yè)的測(cè)量，其測(cè)量距離小于 8~10m 。由于其發(fā)射和接收信號(hào)全靠四氟棒材，所以，其信號(hào)一般很弱，測(cè)量距離最好控制在 8m 內(nèi)。其一般應(yīng)用于：食品行業(yè)等。

綜上所述，對(duì)于一般工況：測(cè)量精度 5mm 以上；測(cè)量液體介質(zhì)無大量泡沫、液面無大波紋；罐內(nèi)無大量水蒸氣；料位變化速率相對(duì)較小等工況時(shí)，可以選擇價(jià)格比較低廉的智能雷達(dá)。

1.2 纜式雷達(dá)

纜式雷達(dá)屬于脈沖雷達(dá)一種，其發(fā)射脈沖頻率 200M~1GHZ ，用于固體粉末的測(cè)量，其測(cè)量距離在 0~35 米。

一般僅僅用特殊工況，如：水泥廠粉料倉等。罐內(nèi)煙霧比較大的場(chǎng)所。其安裝比較復(fù)雜，需要將纜的低端固定于罐底部；同時(shí)，需要對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行清倉處理，影響正常生產(chǎn)。所以，除特殊場(chǎng)所（罐內(nèi)煙霧比較大），不會(huì)采用纜式雷達(dá)進(jìn)行物位測(cè)量。

由于纜式雷達(dá)仍屬于脈沖雷達(dá)一種，所以其精度為 5mm 以上。

2 、調(diào)頻連續(xù)波型雷達(dá)物位計(jì)

相對(duì)于脈沖回波時(shí)間差方式的測(cè)量原理，調(diào)頻連續(xù)波型液位雷達(dá)采用 FMCW （頻率調(diào)制連續(xù)波）體制，可以達(dá)到計(jì)量級(jí)的測(cè)量精度。

安裝在罐頂液位計(jì)通過天線向液面發(fā)射經(jīng)頻率調(diào)制的電磁波信號(hào)，被測(cè)表面返回的信號(hào)被發(fā)射天線接收，并與天線發(fā)射的瞬時(shí)頻率信號(hào)比較。由于信號(hào)的頻率按照一定規(guī)律不斷變化，因此比較信號(hào)頻率與天線到液面的直線距離成比例。

綜合測(cè)量信號(hào)與油罐形狀參數(shù)，進(jìn)行幾何處理，就可以得到精確的液位高度和剩余量信息。

3 、各種工況環(huán)境概述及雷達(dá)簡(jiǎn)單選型參照

3.1 高溫環(huán)境

（ 1 ）非常溫，溫度環(huán)境小于 150 ℃

一般化工廠、原料廠等應(yīng)用。例如，由于原料進(jìn)行了化學(xué)反應(yīng)使得內(nèi)部

溫度升高。可以選用帶有散熱片的雷達(dá)。

（ 2 ）高溫，環(huán)境溫度范圍 150 ℃ ~300 ℃

石油化工重油等環(huán)境，大都溫度在 250 ℃左右。

注：需要提供詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境資料，根據(jù)資料進(jìn)行特殊處理。

（ 3 ）高溫，環(huán)境溫度范圍 300 ℃ ~450 ℃

特殊化工行業(yè)，冶金行業(yè)等。

注：需要提供詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境資料，根據(jù)資料進(jìn)行特殊處理。

（ 4 ）高溫，環(huán)境溫度范圍 450 ℃以上

特殊行業(yè)，如：鋼鐵反應(yīng)爐、核領(lǐng)域等

注：需要考察現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

3.2 高壓環(huán)境

（ 1 ）非常壓，壓強(qiáng)小于 30bar

選用高壓智能雷達(dá)、調(diào)頻雷達(dá)。

（ 2 ）高壓，壓強(qiáng)范圍 30bar ~ 120bar

選用高壓智能雷達(dá)、調(diào)頻雷達(dá)。

（ 3 ）高壓，壓強(qiáng)范圍 120bar~300bar

注：需要提供詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境資料，根據(jù)資料確定是否需要現(xiàn)場(chǎng)考察。

3.3 腐蝕環(huán)境

（ 1 ）普通腐蝕環(huán)境

選用材質(zhì) 316 、 316L 型智能雷達(dá)、調(diào)頻雷達(dá)。

例如：弱酸、鹽堿廠等

（ 2 ）高腐蝕環(huán)境

選用材質(zhì)為鈦的調(diào)頻雷達(dá)。一般高腐蝕環(huán)境，量程比較短，需要精度比較高、實(shí)時(shí)性要求高，故選型上首先考慮調(diào)頻雷達(dá)。

例如：濃硫酸、硝酸等環(huán)境。

3.4 其他特殊環(huán)境

（ 1 ）罐內(nèi)水蒸氣比較大——選用調(diào)頻雷達(dá)

（ 2 ）罐內(nèi)料位變化率比較大，即：要求數(shù)據(jù)輸出實(shí)時(shí)性強(qiáng)——選用調(diào)頻雷達(dá)

（ 3 ）罐內(nèi)介質(zhì)為液體，含有大量泡沫——選用調(diào)頻雷達(dá)

（ 4 ）罐內(nèi)介質(zhì)為液體，液面波紋比較大（如：伴隨攪拌）——選用調(diào)頻雷達(dá)

（ 5 ）罐內(nèi)介質(zhì)位固體，粉塵比較大，煙多（如：水泥廠等）——選用纜式雷達(dá)

（ 6 ）距離比較大（ 30~70m ）——選用拋物面天線的智能雷達(dá)、調(diào)頻雷達(dá)

3.5 普通環(huán)境

（ 1 ）常溫、常壓

（ 2 ）罐內(nèi)無特殊環(huán)境（如：罐內(nèi)環(huán)境干凈）

（ 3 ）料位范圍在 0~30M 內(nèi)

滿足以上三種工況下，在雷達(dá)選型上可以考慮價(jià)格比較低的智能雷達(dá)。