料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要參數(shù)。測量料位的方法有很多。根據(jù)不同的工作條件和介質(zhì)，可以使用不同測量原理的料位儀。幾種常用的料位測量儀器，如吹制法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等，都有各自的特點和適用范圍。雷達(dá)料位計采用先進(jìn)的雷達(dá)測量技術(shù)，以其優(yōu)異的性能顯示其性能，特別是在攪拌、高溫、大蒸汽、強腐蝕性介質(zhì)、易結(jié)疤等惡劣測量條件下，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　一、原理和技術(shù)性能

　　雷達(dá)波是電磁波的一種特殊形式，雷達(dá)料位計利用電磁波的特殊性質(zhì)來檢測料位。電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度等于光速。頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、灰塵等干擾源，遇到障礙物容易被反射。被測介質(zhì)的電導(dǎo)率或介電常數(shù)越好，回波信號的反射效果越好。

　　雷達(dá)波頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積能量(磁通量或場強)越大，波衰減越小，雷達(dá)料位計的測量效果越好。

　　1、雷達(dá)料位計的基本原理

　　雷達(dá)料位計的組成：主要由發(fā)射接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示器、故障報警器等組成。

　　發(fā)射-反射-接收是雷達(dá)料位計的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射z小于5.8GHz的雷達(dá)信號。反射的信號仍然由天線接收，雷達(dá)脈沖信號從發(fā)射到接收的運行時間與傳感器到介質(zhì)表面的距離和物體水平成正比。

　　即h=H–vt/2，其中h為料位；H為溝槽高度；v為雷達(dá)波速；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時間；

　　2、用雷達(dá)物位計測量料位的先進(jìn)技術(shù)；

　　(1)新回波處理技術(shù)的應(yīng)用

　　從雷達(dá)料位計的測量原理可知，雷達(dá)料位計是通過處理雷達(dá)波從探頭傳到介質(zhì)表面再返回探頭的時間來測量物位的，反射信號中混有很多干擾信號。因此，真實回波的處理和各種虛假回波的識別技術(shù)成為雷達(dá)料位計精確測量的關(guān)鍵因素。

　　(2)測量數(shù)據(jù)的處理：

　　由于受液位波動、隨機噪聲等因素的影響，檢測信號中必然夾雜著大量的噪聲。為了提高檢測的準(zhǔn)確性，必須對檢測信號進(jìn)行處理，以盡可能消除噪聲。

　　經(jīng)過大量實驗，該數(shù)據(jù)平滑方法能夠取得令人滿意的結(jié)果。這種方法也能有效地克服罐內(nèi)攪拌器對測量的影響。

　　(3)雷達(dá)料位計的特點：

　　由于雷達(dá)料位計采用了上述先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，具有雷達(dá)波頻率高、穿透性能好的特點，因此雷達(dá)料位計的性能優(yōu)于接觸式料位計和類似的非接觸式料位計。在惡劣條件下可連續(xù)準(zhǔn)確測量。

　　操作簡單，調(diào)試方便。

　　準(zhǔn)確、安全、節(jié)能。

　　無需維護(hù)，可靠性高。

　　幾乎所有介質(zhì)都可以測量。

　　二、安裝應(yīng)注意的問題

　　(1)當(dāng)測量液體材料時，傳感器的軸和介質(zhì)的表面保持垂直；測量固體材料時，由于固體介質(zhì)會有堆積角，傳感器應(yīng)傾斜一定角度。

　　(2)盡量避免器件在發(fā)射角度引起假反射。特別是在天線Z附近的1/3錐形發(fā)射區(qū)域需要避開障礙物裝置(因為障礙物裝置越近，假反射信號越強)。如果不可避免，建議使用折射板將過于強烈的虛假反射信號折射掉。這樣可以降低假回波的能量密度，傳感器可以很容易地濾除假信號。

　　(3)避開進(jìn)料口，避免假反射。

　　(4)傳感器不應(yīng)安裝在拱形罐的中心(否則傳感器接收到的虛假回波會增強)，也不應(yīng)安裝在離罐壁很近的地方。最佳安裝位置為容器半徑的1/2。

　　(5)避免安裝在渦流強的地方。例如，由于攪拌或強烈的化學(xué)反應(yīng)，建議使用波導(dǎo)管或旁通管進(jìn)行測量。

　　(6)如果傳感器安裝在連接管上，天線必須從連接管伸出。喇叭天線伸出連接管至少10毫米。棒狀天線的連接管的長度z大于100或250毫米。噴嘴直徑z小250毫米。可以采用增大噴嘴直徑的方法來減小噴嘴引起的干涉回波。

　　(7)關(guān)于波導(dǎo)天線：波導(dǎo)內(nèi)壁必須光滑，下方開口的波導(dǎo)必須達(dá)到要求的Z低液位，以便在管道中測量。傳感器的模板應(yīng)與波導(dǎo)管開口的軸線對齊。如果測得的介電常數(shù)小于4，則需要在波導(dǎo)管的末端安裝一個反射板，或者將波導(dǎo)管的末端彎曲成一個彎頭，以折射來自容器底部的反射回波。

　　三、應(yīng)用中的問題及解決方法

　　由于傳感器安裝位置和條件不當(dāng)，某些工作條件下使用的雷達(dá)料位計存在一些問題。將提出以下解決方案供您參考。

　　1、探測結(jié)疤和常見故障的解決方案

　　一種方法是升高探頭安裝位置，但有時當(dāng)安裝條件有限，無法升高時，料位測量值應(yīng)與罐內(nèi)泵聯(lián)鎖解決這一問題：將Z高料位設(shè)定值降低0.5m左右，當(dāng)料位達(dá)到Z高值時，停止給水泵或啟動排水泵。

　　2、雷達(dá)料位計液泛的相應(yīng)改進(jìn)措施

　　解決這個問題的辦法是將雷達(dá)料位計改為導(dǎo)波管式測量。波導(dǎo)雷達(dá)料位計仍然安裝在原來的開口處，波導(dǎo)比排氣管高0.2m左右，這樣即使?jié){液從排氣管溢出，料位計的天線也不會被漿液淹沒，避免了攪拌器渦流的干擾和探頭出來的大量蒸汽，減少了對探頭的損壞。同時，由于波導(dǎo)良好的聚焦效果，接收到的雷達(dá)波信號更強，達(dá)到了良好的測量效果。采用波導(dǎo)測量方法可以改善儀器的測量條件，提高儀器的測量性能，具有很高的推廣應(yīng)用價值。

　　3、關(guān)于泡沫對測量的影響：

　　干泡沫和濕泡沫都能反射雷達(dá)波，對測量沒有影響；中性泡沫吸收和擴散雷達(dá)波，嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒有回波。當(dāng)介質(zhì)表面為厚泡沫時，測量誤差較大或無法測量。在這種工作條件下，雷達(dá)料位計沒有優(yōu)勢，這是其應(yīng)用的局限性。

　　4、天線結(jié)疤的處理：

　　低介電常數(shù)的懸掛材料在干燥狀態(tài)下對測量沒有影響，而高介電常數(shù)的懸掛材料對測量有影響。壓縮空氣可用于吹掃(或用清水沖洗)，冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電氣部件