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雷達(dá)液位計天線有哪些類型及選型

發(fā)布時間:2023-05-23 10:31:05??點(diǎn)擊次數(shù):680次

雷達(dá)液位計可對不同料位進(jìn)行連續(xù)測量,適用于高溫、蒸汽、高粉塵及揮發(fā)性氣體等惡劣環(huán)境,同時也適用于粉塵、溫度、壓力變化大,有惰性氣體及蒸汽存在的場合。廣泛應(yīng)用于化工、能源、石化、醫(yī)藥、水泥等行業(yè)。


雷達(dá)液位計按工作方式可以分為非接觸式和接觸式兩種。


非接觸式微波液位計常用喇叭或桿式天線來發(fā)射與接收微波,儀表安裝在料倉頂部,不與被測介質(zhì)接觸,微波在料倉上部空間傳播與返回。安裝簡單、維護(hù)量少,并且不受料倉內(nèi)氣體成分、粉塵、溫度變化等的影響,深受用戶歡迎,可替代勞動強(qiáng)度大的人工投尺或帶重錘的卷尺、維修率高的接觸式儀表(重錘探測式)、電容等。因此,非接觸式微波液位計是近年來發(fā)展*快的物位測量儀表。


接觸式微波液位計一般采用金屬波導(dǎo)體(桿或鋼纜)來傳導(dǎo)微波,儀表從倉頂安裝,導(dǎo)波桿直達(dá)倉底,發(fā)射的微波沿波導(dǎo)體外部向下傳播,在到達(dá)物料面時被反射,沿波導(dǎo)體返回發(fā)射器被接收。


雷達(dá)液位計的天線種類

1、棒式天線

絕緣棒天線通常用聚四氟乙烯、聚丙烯等高分子材料制成,耐腐蝕性能較好,可用于強(qiáng)酸、堿等介質(zhì)測量。但微波發(fā)射角較大(約30°),并且邊瓣較多,對于罐內(nèi)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的情況,干擾回波會較多,信噪比小,精度較低。但易于清洗,通常用于測量運(yùn)行條件較好、口徑大、測量范圍小的槽罐和腐蝕性介質(zhì)。如果被測介質(zhì)易揮發(fā)冷凝,*好選擇棒形天線或水滴型天線;LR6X系列、LR4X系列雷達(dá)液位計,均有適合于測量腐蝕性介質(zhì)的產(chǎn)品。


2、喇叭口天線

錐形喇叭天線的發(fā)射角與喇叭直徑及頻率見表1。

在同頻率下,喇叭直徑越大,發(fā)射角越小,如果是高頻雷達(dá)料位計,發(fā)射角就更小,準(zhǔn)確度更高。許多緩沖罐、儲罐、反應(yīng)罐等都選用這類天線,但這類天線不適用于腐蝕性介質(zhì)的測量。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型雷達(dá)液位計都采用5.8GHz或6.3GHz的微波頻率,其發(fā)射角較大,容易在容器壁或內(nèi)部構(gòu)件上產(chǎn)生干擾回波。雖然喇叭天線增大可以減小發(fā)射角,但體積增大,安裝不便,而且改善有限。如果用于大量程的測量場所選大喇叭口天線雷達(dá)液位計,小的喇叭天線則適用于小型容器。如果被測介質(zhì)流動性較差并有掛料現(xiàn)象,那么選擇喇叭或棒狀雷達(dá)液位計。


3、拋物面天線

這是*近推出的新型天線,多用在高頻發(fā)射的雷達(dá),由于其發(fā)射角只有7°,非常適合測量精確目標(biāo)和饒過障礙物進(jìn)行測量。但其天線尺寸大,如果用X波段,直徑達(dá)Φ454mm,開孔尺寸要大于500mm,安裝使用不太方便。


4、平面天線

平面天線采用平面陣列技術(shù),即多點(diǎn)發(fā)射源,與單點(diǎn)發(fā)射源相比,由于測量其于一個平面,而不是一個確定的點(diǎn),配合相應(yīng)電子線路,可使雷達(dá)液位計的測量精度達(dá)±1mm,可用于儲罐精密計量,主要用于計量級雷達(dá)液位計。平面天線適用于多種工況。


5、套管天線

當(dāng)介電常數(shù)較?。?.6~3)或液面產(chǎn)生持續(xù)渦流或容器內(nèi)裝置造成假反射時,應(yīng)選這類儀表。套管對雷達(dá)波有聚焦作用,天線裝在導(dǎo)波管中或旁路管中。套管內(nèi)徑大小對雷達(dá)波傳播時間產(chǎn)生影響,所以在參數(shù)設(shè)置時,應(yīng)設(shè)置套管內(nèi)徑參數(shù),對行程內(nèi)時間進(jìn)行補(bǔ)償。另外,這類天線要求被測介質(zhì)流動性好,不易掛料。如果被測容器帶有攪拌葉槳,并且葉槳的旋轉(zhuǎn)半徑幾乎和罐的直徑相等,那么雷達(dá)液位計的回波將會受到嚴(yán)重干擾,這時選用導(dǎo)波管式雷達(dá)液位計。


6、導(dǎo)波雷達(dá)天線

通過導(dǎo)波金屬或纜繩收發(fā)電磁波,屬接觸測量。由于它對粉塵、蒸汽、導(dǎo)波桿上粘附介質(zhì)等影響較小,所以更廣泛地應(yīng)用在固體料位和介電常數(shù)很小的液位測量。雙纜式導(dǎo)波雷達(dá)液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低的,兩電*間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體,適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測量,根本上解決溫度、濕度、壓力、物質(zhì)的導(dǎo)電性等因素對測量過程的影響,因而具有*高的抗干擾性和可靠性。同軸管式雷達(dá)液位計加裝同軸管式探頭的導(dǎo)波雷達(dá)液位計,應(yīng)用于介電常數(shù)較低的或表面波動液體的液位測量和控制;如果被測物料的介電常數(shù)太低,一般類型的雷達(dá)液位計都不適合。

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