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    導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理

    發(fā)表時(shí)間：2014-09-24 ??點(diǎn)擊次數(shù)：1041? 技術(shù)支持：1560-1403-222
    1.導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理詳解：
    　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的天線(xiàn)發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線(xiàn)接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)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(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離；T——電磁波運(yùn)行時(shí)間。
    　　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線(xiàn)的距離，從而知道液面的液位。
    　　在企業(yè)實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)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(jì)，功耗大，須采用四線(xiàn)制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)，功耗低，可用二線(xiàn)制的24V DC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，適用范圍更廣。
           導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)采用脈沖微波技術(shù)，其天線(xiàn)系統(tǒng)發(fā)射出頻率為6.3GHz、持續(xù)時(shí)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(xiàn)系統(tǒng)將作為接收器，接收反射波，同時(shí)進(jìn)行回波圖像數(shù)據(jù)處理，給出指示和電信號(hào)。

    2.導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn):
    　　(1)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，無(wú)可動(dòng)部件，不存在機(jī)械磨損，使用壽命長(zhǎng)。
    　　(2)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量時(shí)發(fā)出的電磁波能夠穿過(guò)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(diǎn)，能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測(cè)量。
    　　(3)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)幾乎能用于所有液體的液位測(cè)量。電磁波在液位表面反射時(shí)，信號(hào)會(huì)衰減，當(dāng)信號(hào)衰減過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)無(wú)法測(cè)到足夠的電磁波信號(hào)。導(dǎo)電介質(zhì)能很好地反射電磁波，對(duì)VEGAPULS導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，甚至微導(dǎo)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(dǎo)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(hào)越強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)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(cè)量，不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。
    　　(5)測(cè)量范圍大，大的測(cè)量范圍可達(dá)0~35m，可用于高溫、高壓的液位測(cè)量。
    　　(6)天線(xiàn)等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強(qiáng)，能適應(yīng)腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境。
    　　(7)功能豐富，具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。輸入液面的實(shí)際液位，軟件能自動(dòng)地標(biāo)識(shí)出液面到天線(xiàn)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(jì)上的簡(jiǎn)易操作鍵進(jìn)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(jī)在遠(yuǎn)程或直接接在液位計(jì)的通信端進(jìn)行設(shè)定，十分方便
        
     
      3.導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝的注意事項(xiàng):
    　　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)能否正確測(cè)量，依賴(lài)于反射波的信號(hào)。如果在所選擇安裝的位置，液面不能將電磁波反射回雷達(dá)天線(xiàn)或在信號(hào)波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)都不能正確反映實(shí)際液位。因此，合理選擇安裝位置對(duì)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)十分重要，在安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
    　　(1)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)天線(xiàn)的軸線(xiàn)應(yīng)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(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的信號(hào)范圍內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位測(cè)量。在安裝時(shí)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(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口要超過(guò)安裝孔的內(nèi)表面一定的距離(>10mm)。棒式液位計(jì)的天線(xiàn)要伸出安裝孔，安裝孔的長(zhǎng)度不能超過(guò)100mm。對(duì)于圓型或橢圓型的容器，應(yīng)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?，否則雷達(dá)波在容器壁的多重反射后，匯集于容器頂?shù)闹行奶?，形成很?qiáng)的干擾波，會(huì)影響準(zhǔn)確測(cè)量。
    　　(4)對(duì)液位波動(dòng)較大的容器的液位測(cè)量，可采用附帶旁通管的液位計(jì)，以減少液位波動(dòng)的影響。
    　　安裝完畢以后，可以用裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機(jī)觀察反射波曲線(xiàn)圖，來(lái)判斷液位計(jì)安裝是否恰當(dāng)，如不恰當(dāng)，則進(jìn)一步調(diào)整安裝位置，直到滿(mǎn)意為止。
    　　在我公司的貯槽中，初我們選擇導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝于離槽壁大約300mm的位置，用PC機(jī)觀察反射波曲線(xiàn)圖如圖2a所示，在反射波前有一很強(qiáng)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(xiàn)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(jī)觀察反射波曲線(xiàn)圖如圖2b所示，降低了干擾波的強(qiáng)度，有效地去除了干擾波的影響。
    　　對(duì)于有些安裝位置無(wú)法避免的干擾波如圖2b的干擾波，還可利用VEGAPULS 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)識(shí)別虛假波的功能，液位計(jì)能根據(jù)實(shí)際液位標(biāo)識(shí)出干擾反射波，并存于導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，使導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在數(shù)據(jù)處理時(shí)能識(shí)別這些干擾波，去除這些干擾反射波的影響，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。,
     
    4. 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的維護(hù):
    　　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)主要由電子元件和天線(xiàn)構(gòu)成，無(wú)可動(dòng)部件，在使用中的故障極少。使用中偶爾遇到的問(wèn)題是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機(jī)物會(huì)在導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口或天線(xiàn)上結(jié)晶，對(duì)它們只要定期檢查和清理即可，維護(hù)量少。
     

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