雷達液位計利用電磁波經(jīng)天線(xiàn)向被探測容器的液面發(fā)射,當電磁波碰到液面后反射回來(lái),儀表檢測出發(fā)射波及回波的時(shí)差,從而計算出液面的高度。被測介質(zhì)導電性越好或介電常數越大,回波信號的反射效果越好。
雷達液位計主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器、天線(xiàn)、操作面板、顯示等幾部分組成。發(fā)射—反射—接收是雷達液位計工作的基本原理,分為時(shí)差式和頻差式。時(shí)差式是發(fā)射頻率固定不變,通過(guò)測量發(fā)射波和反射波的運行時(shí)間,并經(jīng)過(guò)智能化信號處理器,測出被測液位的高度。這類(lèi)雷達液位計的運行時(shí)間與液位距離的關(guān)系如式(1)所示:t=2d/C(1)。
式中t為探頭從發(fā)射電磁波至接收到反射電磁波的時(shí)間;d為被測介質(zhì)液位和探頭之間的距離;C為電磁波傳播速度,C=300000km/s。
頻差式的發(fā)射頻率不是一個(gè)固定頻率,而是等幅可調頻率。雷達液位計向液體表面發(fā)射具有連續變化頻率的微波信號,當信號向下抵達液體表面并返回天線(xiàn)時(shí),它將與此時(shí)正在發(fā)射的信號混合;當回波信號向下抵達液體表面并重新返回時(shí),發(fā)射的信號已經(jīng)輕微改變;當把發(fā)射信號與接收信號混合時(shí),產(chǎn)生一種與液體表面距離成比例的低頻信號,并由此計算出準確度極高的測量值。
由于雷達液位計是利用非接觸雷達測量方法,無(wú)可動(dòng)零件進(jìn)入球罐的內部環(huán)境且不與介質(zhì)接觸,因此雷達液位計幾乎免維護、無(wú)掛料、壽命長(cháng),且安裝簡(jiǎn)單、標定簡(jiǎn)單,也不易受到液面波動(dòng)變化等影響,特別適用于大型立罐和球罐的測量,故而在此次標準化設計中將雷達液位計作為液位監視儀表。
雷達液位計的缺點(diǎn)是儲罐內液體介電常數低,雷達反射波減弱,或者儲罐內液體可能產(chǎn)生嚴重擾動(dòng)的場(chǎng)合會(huì )導致測量的效果受到較大影響。為了減小這些因素對于雷達液位計測量效果的干擾,可以在儲罐內設置導波管,將雷達天線(xiàn)安裝在導波管內,以最大限度地保證雷達液位計的測量精度。為了避免假反射的出現,可以配套反射板處理過(guò)強的虛假反射信號,以提高測量效果,可按照標準的導波管外形尺寸,設計在導波管上自由拆裝的反射板,避免影響設備的正常運行以及維護。