雷达液位计液位仪表是工业测量中不可缺少的重要仪表。

液位仪表的种类繁多，根据介质和现场条件的不同，各类液位计各具优势，形成一个多元化的局面•浮子钢带式液位计安装复杂，可靠性较低，静压式液位计受介质密度和温度影响很大，为消除这些影响，一套完善的静压测量系统其价格也很高；伺服式液位计精度较高，但由于其有机械传动机构，不可避免带来磨损问题，同时价格也偏高。

近年来出现的光纤液位计、磁致伸缩液位、超声波液位计以及核辐射液位计各具其优缺点，光纤液位计可以做到现场无电检测，安全性好，这是其突出的优势，缺点是仍然有很多机械传动部件，故障率就会增加，安装也复杂些。

•磁致伸缩液位精度较高，但由于其接触的测量方式和较高的安装、维护要求导致市场普及不广。

超声波物位计虽精度较雷达液位计略低，但其安装简单价格适中，在防爆领域，目前超声波液位仪的量程是一个问题，一般小于8米，遇到高温罐，问题也会更大。

•核辐射液位计因有放射源，应用需特别批准，应用范围受到限制。

而雷达液位计进入市场后，由于自身的优势迅速成为液位测量中的首选仪表。

雷达液位计是一种高可靠质量的非接触式液位测量仪表。

综合解决了原先大多数标准插入式仪表检测元件易被介质污染和腐蚀等诸多难题；技术先进的雷达液位计发出的雷达波，能可靠地测量其它液位测量仪表所达不到的液位测量精度，无论被测介质的密度介电常数和导电率发生变化，雷达液位计的测量都将不会受到影响，此外，它的雷达波还能穿透许多泡沫或烟雾、蒸汽介质，而不受变化的环境影响，而能可靠地测量其液位的精确值。

什么是雷达液位计：雷达液位计是通过天线向被测介质物位发射微波，然后测出微波发射和反射回来时间而的容器内液位的一种仪表.雷达液位计特点：1.无位移、无传动部件、非接触式测量，不受温度、压力，蒸汽、气雾和粉尘的限制，适用于粘度大的介质、有毒或无害卫生型介质、有腐蚀性戒指的物位测量。

2.雷达液位计没有测量盲区，精度（分辨率）可以做得很高，液位测量误差最高可达1mm（特殊的可达0.1mm）,故可以作为商用计量仪表。

•雷达液位计输出4-20mADC的模拟信号，其上叠加数字信号，实现模拟信号与数字信号兼容，大多数符合HART协议，它能为用户提供更多具有吸引力的方案，特别适用于液面波动大、凝洁、悬浊液、非常粘稠浆液、脏污介质及有腐蚀性的液面测量，可广泛用于石油、化工、冶金、造纸等工业领域。

自上个世纪九十年代以来，雷达液位计进入市场，由于测量精度高、超群的耐高温高压的能力以及采用了非接触的测便，其较高的可靠性成为近十年来罐区液位过程监测的首选仪表。

一概述：•雷达液位计的优势：雷达液位计采用非接触式测量方法。

非接触式测量方法是今年来测量物位的主要方法，目前较成熟的非接触测量技术有超声波、核辐射和微波。

而在化工、石化等过程工业领域，由于被测介质普遍存在高温、高压、腐蚀、挥发、冷凝等复杂工况，且对测量仪表有防爆要求。

相比与超声波，微波传播的自身特点决定了雷达液位计的使用优势：–定向传播。

–准光学特性。

–传输特性好。

–介质对微波吸收与介质的介电常数成比例•由其自身特性决定，雷达液位计在使用上具有以下优势：•连续准确测量：由于雷达液位计不与被测介质接触，且受温度、压力、气体等影响非常小。

•维护方便，操作简单：雷达液位计具有故障报警及自诊断功能。

•适用范围广：非接触式测量，方向性好，传输损耗小，可测介质多。

•安装简单：在各行业应用中，雷达液位计可直接安装到储罐顶部，安装十分简单。

二、基本组件• 雷达液位计主要由雷达探测器（一次表）和雷达显示仪（二次表）组成。

雷达探测器主要由主体、连接法兰和天线三部分组成。

雷达探测器的主体中包括微波信号源、信号处理部分；天线分为喇叭型和直接与波导管连接两种形式。

雷达显示仪提供连接上位计算机的RS-485接口，可以传递液位等参数及报警信号，亦可通过上位计算机对智能雷达显示仪进行控制。

三、工作原理雷达液位计的工作原理如图所示•雷达液位计中的线性调频源产生的高频振荡信号通过天线发射电磁波，电磁波遇到被测介质液面被反射回来，发射波与反射波经混频后得到差频信号，此信号与延迟时间I相关，并与天线至液面的距离H相对应。

•差频信号经放大，A/D变换，FFT等计算，分析处理后，将液面数据输出，送至现场FDU显示，同时可通过串行中线送至远距离的集中处理单元CTP进行显示•PDU现场显示单元由电源模块，显示接口电路，LCD模块组成，其原理框图如图所示四、测量原理•雷达探测器采用的是线性调频连续波测距原理：天线发射的微波是频率波线性调制的连续波,当回波被天线接收到时,天线发射频率已经改变。

根据回波与发射波的频率差可以计算出物料面的距离。

•雷达物位仪表的天线系统发射仅INS长的极短的微波脉冲，发射和接收系统一样。

通过特殊的方法，精确地测量脉冲微波的运行时间，并计算出物位。

微波是一种电磁波，它不需要传播介质，雷达液位计即可用来测量液体的液位，也可用来测量固体料位。

•雷达探测器的主体中包括微波信号源、信号处理部分。

工作过程中，微波信号源输出一个波幅恒定的线性调频的微波信号，其产生的频率输出如下图所示：微波信号源图1：调频性连续波信号与回波信号示意图•根据微波传播原理知道：发射频率随时间线性增加，增加的斜率为k，当发射出去的连续波遇到液频率如图1中点划线所示，它比发射信号滞后了一定时间τ。

τ＝2R/C (1)式中C是微波在空间中中的传播速度3×108km/s，R是液面距雷达液位仪的距离。

由于回波信号频率的滞后，使得反射频率与发射信号频率之间的差频为：f=kτ (2)•将以上两式合并后可以得到：R=C×f/2k显然R与f是成正比的，反射液面离液位仪的距离越远所产生的差频频率f越大，因此可计算天线到反射面的距离。

•信号处理部分：信号处理部分则对回波信号与发射信号的混合信号进行处理，通过测量混合信号频谱，用快速傅立叶（傅氏）变换（FFT）来计算混合信号，从中对混合信号频谱进行分析，排除掉干扰信号，然后确定天线到反射界面的距离，从而完成测量。

五、雷达液位计的安装雷达安装应尽可能避开容器内部构件的反射信号干涉，例如，进料管的弯头或进口的流体流束所，以及不要装在搅拌器轴附近：图一•安装于储罐壁附近并不影响测量精度，因为焊缝微波窗口设计位置应离开接头等构件图一•、垢壳和小件的干涉信号可以消除，图二图二•从天线到五位最好有100MM固定空间距离。

•不要接近流体进口，图三图干扰信号小于有效性好，可以安装：干扰信号大于有效信号，避免安装：•理想安装位置••此处是（8）不宜安装位置，因测量的总是搅拌器叶片的反射•雷达液位计安装注意事项（1）天线平行于测量槽壁，利于微波的传播。

（2）安装位置距槽壁距离应大于30cm，以免将槽壁上的虚假信号误做回波信号。

（3）尽量避开下料区、进料帘和漩涡，因为液体在注入时会产生幅度比被测液体反射的有效回波大得多的虚假回波。

同时漩涡引起的不规则也为会对微波信号产生散射，从而引起有效信号的衰减，所以应避开他们。

•对于搅拌器等容器，搅拌是会产生不规则的漩涡，会造成雷达信号的衰减。

同时搅拌器的叶片也会对微波信号造成虚假的回波，特别是被测物体的相对介电常数较小和低液位时，搅拌器所造成的影响更为严重。

（4）接管直径应小于或等于屏蔽管长度（100mm或250mm）。

（5）雷达液危计用于测量腐蚀性和易结晶的物体液位时，为了防止介质对传感器的影响，制造厂一般都采用带有聚四氟乙烯测量窗和分离法兰结构。

这些部件的温度不能太高，聚四氟乙烯得最高温度为200摄氏度。

为了避免高温对雷达天线的影响，也为了防止默片上存在的结晶物影响仪表正常工作，要求法兰断面和最高也为之间至少有100-800mm的安全距离。

六、雷达液位计的应用在配备搅拌器的工艺定位器中应用需要具有高灵敏度与先进信号处理的雷达液位计，可把测量信号从干扰产生的招生中分离出来在石油液化气的应用，由于其表面有时沸及在某些极端喘流工况的应用推荐使用导波管或限动装置，以减少泡沫与喘流，也增加表面的反射水泥、粉末、木片屑及其他固料测量应用固料像水泥经常产生极小的雷达反射波，要求最灵敏的较大直径的抛物面天线。

•雷达液位计的测量原理和微波的传播特性有关，所以及介质的相对介电常数、液体的喘动和气泡等被测物料的特性会对微波信号造成衰减，严重的甚至不能工作。

温度对雷达液位计的影响：•雷达液位计在传播发射微波时，不需要空气作为传播介质，所以介质温度变化对微波的传播速度几乎没有影响。

但是雷达液位计的传感器和天线部分却不耐高温，这部分温度太高则会影响正常工作。

在测量高温介质时，需要采用空气或水强制冷却等措施来降温，或使天线喇叭口和最高液位之间留有一段距离，以免天线受高温影响。

压力对雷达液位计的影响：•雷达液位计在传播微波信号时也不受空气密度的影响，所以雷达液位计在真空和受压状态下都能正常工作。

但是由于叶面计的结构原因，当容器内的操作压力高到某一范围时，雷达液位计便会产生较大的测量误差，随意不能超过允许压力。

不同的厂家有不同的压力要求。

七、罗斯蒙特APex雷达APEX雷达特点•无障碍安装：应用24GHZ技术，无需改变法兰的位置和法兰的尺寸，无需对现有的储罐进行改造，从而节省改造的费用，以下情况都无需改动储罐尺寸：法兰离罐壁距离太近；较高的安装支撑管；安装口的法兰尺寸太小。

性能优异的操作：由于信号波束窄，信号聚焦好，24GHZ提供更高的可靠性。

可避开许多的罐内的障碍，减少了错误的回波，而工作于低频的雷达则正好相反对于测量距离大，介电常数小的液体，反射回波弱的液体性能更好。

对锥底和圆弧型底的储罐测量性能优异•安装方便：APEX雷达液位计的重量小于10公斤，故无需专用的起重设备，一个安装人员可轻易的将APEX运至罐顶进行安装。

APEX雷达液位计应用2英寸，3英寸，4英寸，6英寸ANSI法兰（DN80，100，150），可容易安装于任何带压或不带压的罐顶的水平法兰支座上。

高可靠性，减少维护：APEX雷达液位计特别的为全天候的工业环境设计。

由于应用了先进的固态电子线路设计及没有移动的机械部件，从而减低了维护量及使用成本。

为了进一步的降低维护费用，APEX液位计通过连续的自标定其频率来保证液位精度，从而无需人工对APEX进行标定。

•APEX雷达液位计附件：一体化的APEX显示表头：APEX的触屏表头。

其具有两行16位字符的被光液晶显示和四个光敏开关。

APEX雷达液位计可轻易地于危险场合进行调整组态，而无需打开外壳。

技术指标•精度：从0.5~10米的精度为：±5mm，或从10~30米，精度为：测量距离地±0.05%测量范围：自法兰面起，在精度指标范围内0.5~30米刷新时间：每秒至少1次重复性：1mm分辨率：0.4mm工作温度范围：从5%~100~相对湿度（于外壳拧紧条件下）电子环境指标：部分/外壳温度范围操作温度：-40~70℃带一体化表头：-20~55℃外壳防护等级：NEMA 4X，CSA4X类，IP66•测量过程条件：适合测量液体，悬浊液，浆体雷达天线口温度范围：-40~190℃过程压力范围：从全真空至155psi功能指标•测量介质：液位，悬浊液和粘稠浆液测量范围：0.5～17m 超过17米的量程，请与本司联系。