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導波雷達液位計的測量原理
發(fā)表時間：2014-09-24 ??點擊次數(shù)：1097? 技術(shù)支持：1560-1403-222
1.導波雷達液位計的測量原理詳解：
導波雷達液位計的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比， 采用的是發(fā)射—反射—接收的工作模式。關(guān)系式如下：
式中C——光速； D——導波雷達液位計到液面的距離；T——電磁波運行時間。
導波雷達液位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達天線的距離，從而知道液面的液位。
在企業(yè)實際的現(xiàn)場運用中，導波雷達液位計有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)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(shù)的液位計，功耗低，可用二線制的24V DC供電，容易實現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，適用范圍更廣。
導波雷達液位計采用脈沖微波技術(shù)，其天線系統(tǒng)發(fā)射出頻率為6.3GHz、持續(xù)時間為0.8ns的脈沖波束，接著暫停278ns，在脈沖發(fā)射暫停期間，天線系統(tǒng)將作為接收器，接收反射波，同時進行回波圖像數(shù)據(jù)處理，給出指示和電信號。
2.導波雷達液位計的特點:
(1)導波雷達液位計采用一體化設(shè)計，無可動部件，不存在機械磨損，使用壽命長。
(2)導波雷達液位計測量時發(fā)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(nèi)揮發(fā)霧影響的特點，能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測量。
(3)導波雷達液位計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，會導致導波雷達液位計無法測到足夠的電磁波信號。導電介質(zhì)能很好地反射電磁波，對VEGAPULS導波雷達液位計，甚至微導電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。介電常數(shù)大于1.5的非導電介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0)也能夠保證足夠的反射波，介電常數(shù)越大，反射信號越強。在實際應用中，幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。
(4)采用非接觸式測量，不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。
(5)測量范圍大，大的測量范圍可達0~35m，可用于高溫、高壓的液位測量。
(6)天線等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強，能適應腐蝕性很強的環(huán)境。
(7)功能豐富，具有虛假波的學習功能。輸入液面的實際液位，軟件能自動地標識出液面到天線的虛假回波，排除這些波的干擾。
(8)參數(shù)設(shè)定方便，可用液位計上的簡易操作鍵進行設(shè)定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機在遠程或直接接在液位計的通信端進行設(shè)定，十分方便
3.導波雷達液位計安裝的注意事項:
導波雷達液位計能否正確測量，依賴于反射波的信號。如果在所選擇安裝的位置，液面不能將電磁波反射回雷達天線或在信號波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給導波雷達液位計，導波雷達液位計都不能正確反映實際液位。因此，合理選擇安裝位置對導波雷達液位計十分重要，在安裝時應注意以下幾點：
(1)導波雷達液位計天線的軸線應與液位的反射表面垂直。
(2)槽內(nèi)的攪拌閥、槽壁的黏附物和階梯等物體，如果在導波雷達液位計的信號范圍內(nèi)，會產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位測量。在安裝時要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾。
(3)喇叭型的導波雷達液位計的喇叭口要超過安裝孔的內(nèi)表面一定的距離(>10mm)。棒式液位計的天線要伸出安裝孔，安裝孔的長度不能超過100mm。對于圓型或橢圓型的容器，應裝在離中心為1/2R(R為容器半徑)距離的位置，不可裝在圓型或橢圓型的容器頂?shù)闹行奶帲駝t雷達波在容器壁的多重反射后，匯集于容器頂?shù)闹行奶帲纬珊軓姷母蓴_波，會影響準確測量。
(4)對液位波動較大的容器的液位測量，可采用附帶旁通管的液位計，以減少液位波動的影響。
安裝完畢以后，可以用裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機觀察反射波曲線圖，來判斷液位計安裝是否恰當，如不恰當，則進一步調(diào)整安裝位置，直到滿意為止。
在我公司的貯槽中，初我們選擇導波雷達液位計安裝于離槽壁大約300mm的位置，用PC機觀察反射波曲線圖如圖2a所示，在反射波前有一很強的干擾波，造成這種干擾波的主要原因可能是槽壁上的積垢。為避免這些因素的影響，我們選擇在距天線和支撐柱距離各為1000mm的位置如圖1b所示，用裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機觀察反射波曲線圖如圖2b所示，降低了干擾波的強度，有效地去除了干擾波的影響。
對于有些安裝位置無法避免的干擾波如圖2b的干擾波，還可利用VEGAPULS 導波雷達液位計識別虛假波的功能，液位計能根據(jù)實際液位標識出干擾反射波，并存于導波雷達液位計的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，使導波雷達液位計在數(shù)據(jù)處理時能識別這些干擾波，去除這些干擾反射波的影響，保證測量的準確性。,
4. 導波雷達液位計的維護:
導波雷達液位計主要由電子元件和天線構(gòu)成，無可動部件，在使用中的故障極少。使用中偶爾遇到的問題是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機物會在導波雷達液位計的喇叭口或天線上結(jié)晶，對它們只要定期檢查和清理即可，維護量少。
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