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    2. 雷達液位計的發展歷程與選型原則

      雷達液位計是一種采用微波測距、非接觸式的液位儀表。早期主要用于海船油槽液位測量??朔耸?用機械式接觸型液位儀表的諸多缺點,比如:清洗的困難、維修的不便等。隨后,雷達液位計被用于在岸上儲罐液位的測量以及煉油裝置中液位的測量。隨著石油化工行業的不斷發 展,雷達液位計的應用范圍日益廣泛,特別是其較高的精度滿足了物料計量要求。

      雷達液位計的發展歷程與選型原則

      雷達液位計有兩種工作模式,分別對應兩種測量原理。

      1.脈沖微波方式(PTOF) 這種方式是一種“俯視式”時間行程測量系統,測量系統經過天線以固定的帶寬周期地 發射某一固定頻率的微波脈沖, 在被測物料表而產生反射后由雷達系統所接收。 天線接收反 射的微波脈沖并將其傳給電子線路, 微處理器對此信號進行處理, 識別出微波脈沖在物料表 而所產生的回波,并據此計算液位,將被測液位距離再轉換為電信號。

      2.調頻連續波方式(FMCW) 這種方式的雷達液位計的微波源是 x 波段的旅控振蕩器, 天線發射的微波是頻率被線形 調制的連續波,當回波被天線接收到時,微波發射頻率已經改變。發射波與回波的頻率差正 比于天線到液面的距離,以此計算出液位高度。

      PTOF 與 FMCW 的比較

      (1)工作方式:對于 PTOF 方法,脈沖的時間行程可以直接返回到不受溫度影響的石 英振蕩器。對于 FMCW 方法,必須采用昂貴的振蕩器溫度穩定裝置,或安裝內部的參考源, 通常需要不斷地進行校準。

      (2)供電要求:采用 PTOF 方法測量的雷達僅在很少的工作時間內向振蕩系統供電, 采用 FMCW 方法的雷達液位計在整個工作過程期間,約有一半的時間需向振蕩系統供電。

      (3)成本方面:PTOF 法的雷達液位計制造成本相對較低,FMCW 法的雷達液位計制 造成本相對較高。 關于用哪種方法可以得到更高精度是一直存在的爭論。 事實上, 目前根據兩種測量原理 制造的雷達液位計均可在相當寬的溫度范圍內保證達到 1 mm 甚至更高的精度。 各雷達液位 計制造商在產品類型方面均可提供工業控制級雷達和貿易計量級雷達。

      ?雷達液位計的選型

      雷達液位計的種類繁多,選型時一首先要考慮被測介質的溫度、壓力、密度、粘度及腐 蝕性等特性對其使用性能的影響。 因此, 在選型時一要針對介質在特定工況下的特性來選取 適宜的天線和表頭。對于體積較小、形狀復雜的罐體或需測量多種液體分界面的應用場合, 推薦采用導波雷達液位計; 對測量環境較復雜的罐體, 如介質易揮發、 腐蝕及高壓和高溫等, 推薦使用非接觸天線雷達液位計, 由于液位計與介質不接觸, 就能避免由于介質的物理和化 學性質影響其計量精度或對液位計本身的損傷。 依據介質測量的目的選擇不同測量精度的雷達液位計。 如果僅用于內部成本核算, 精度 要求不需要太高;如果用于貿易交接,就必須選擇高精度的雷達液位計。為節約投資,在計 量精度滿足需求的前提下可選用性價比高的產品。 由于雷達液位計的精度、 日常維護和使用 壽命直接影響企業的生產效率和經濟效益, 所以過硬的質量和滿意的售后服務對用戶來說至 關重要。

      選型原則主要從以下幾方面考慮,具體遵循相應的儀表選型規范:

      (1)儀表性能; (2)介質特性; (3)安裝條件; (4)環境條件; (5)經濟因素。

      雷達液位計由電子控制單元和天線組成, 雷達液位計的精度在實際應用中與理論環境下 略有差異。 主要原因是罐體及其內部的障礙物對微波的干擾決定了所能得到的精度。主要因素有:

      (1)儀表內部及天線連接處的阻抗躍變;

      (2)罐內的障礙物的干擾反射;

      (3)由罐壁、罐頂、及罐底引起的多次反射;

      (4)液位表面的波紋造成的反射干擾。 此外,液位介質特性對測量范圍有一定影響,介電常數較小的液體,對雷達液位計的測 量距離影響大,使測量范圍縮小;介電常數較大的液體,對雷達液位計的測量距離影響小, 使測量范圍增大。 以上是對雷達液位計選型的一些簡單介紹,如有疑問歡迎來電咨詢。

      液位計的安裝需要注意問題 按照石油化工儀表安裝設計規范,對于雷達 液(料)位計的安裝要求如下:

      (1)測量液位的場合,宜垂直向下檢測安裝;

      (2)測量料位的場合,微波的波束宜指向料倉底部的出料口;

      (3)微波的波束中心距容器壁的距離應大于由束射角、測量范圍計算出來的最低液(料) 位處的波束半徑; (4)微波的波束途徑應避開容器進料流束的噴射范圍;

      (5)微波的波束途徑應避開攪拌器及其它障礙物。 微波液(料)位計的安裝,還應符合制造廠的要求。 此外,浮頂式罐體和具有觀測管的球型罐體,通常使用導波管,主要是為了消除有可能 因容器形狀而學致多重回波產生的干擾影響, 或是在測量相對介電常數較小的介質時用來提 高反射回波能量。安裝時應使液位計位于導波管中心,導波管的焊縫應處理成光滑無毛刺, 并且清除鐵銹或雜質,以確保測量精度。

      相關產品鏈接:

      80G雷達液(物)位計 http://www.ascenceo.com/922.html