雷達(dá)液位計(jì)的測量原理

雷達(dá)液位計(jì)的測量原理在于利用電磁波的直線傳播特性來測量周圍空間的凈空距離，這意味著它可以測算被測物體與雷達(dá)之間的直線距離。在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，這通常指的是液體液面至雷達(dá)天線的空高。通過組態(tài)設(shè)置，可以確定雷達(dá)天線到容器底部的垂直距離。一旦測得液面空高，即可據(jù)此計(jì)算出液體的實(shí)際液位高度。

雷達(dá)液位計(jì)的構(gòu)造

盡管不同廠商的雷達(dá)液位計(jì)在形式上可能有所不同，但它們的基本部件是相似的。雷達(dá)液位計(jì)主要包含電路部分（如雷達(dá)波發(fā)生器、信號(hào)檢測器和信號(hào)處理器）、天線及接收器，以及安裝附件如表體等三大部分。此外，根據(jù)天線的類型，雷達(dá)液位計(jì)可進(jìn)一步分為導(dǎo)波雷達(dá)和普通雷達(dá)兩大類別。

01導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)

 導(dǎo)波雷達(dá)工作原理

導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)巧妙地在電磁波發(fā)射器下方安裝了一個(gè)金屬導(dǎo)波體。這一設(shè)計(jì)使得高頻無線電波能沿金屬體垂直向下傳播。當(dāng)這些電磁波遇到被測物質(zhì)的液面時(shí)，它們會(huì)發(fā)生反射，并沿著波導(dǎo)體垂直返回至雷達(dá)液位計(jì)天線內(nèi)部的接收器中。此后，處理電路會(huì)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，從而得出被測液體的液面高度。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)根據(jù)金屬導(dǎo)波體的差異，可分為纜式和桿式兩大類。

 纜式導(dǎo)波雷達(dá)

纜式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的導(dǎo)波體為柔性的不銹鋼金屬繩，末端配備金屬重物，以確保其能在被測液體中垂直伸至容器底部，從而避免使用中的漂浮擺動(dòng)和彎曲。這類雷達(dá)液位計(jì)特別適用于地下罐、零位罐等地面以下的液位測量。

 桿式導(dǎo)波雷達(dá)

桿式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的波導(dǎo)體則因?qū)РU及天線的差異而有所不同，包括金屬桿式、金屬管喇叭天線式，以及帶有旁通測量筒的導(dǎo)波雷達(dá)。它們主要用于地面儲(chǔ)罐液位測量，或生產(chǎn)設(shè)備塔器儲(chǔ)罐可側(cè)裝旁通管的液位測量。

02普通雷達(dá)液位計(jì)

普通雷達(dá)液位計(jì)省去了導(dǎo)波體，其天線僅作為電磁波的發(fā)射和接收裝置。由于微波信號(hào)的高頻特性，其傳播可近似為垂直方向，這樣可以滿足液位測距的需求。與導(dǎo)波雷達(dá)相比，普通雷達(dá)液位計(jì)無導(dǎo)波體設(shè)計(jì)節(jié)省了成本，同時(shí)簡化了安裝過程，因此在儲(chǔ)罐等高液位測量中得到了廣泛應(yīng)用。

根據(jù)不同的工況環(huán)境，生產(chǎn)廠商制作了多種型號(hào)的雷達(dá)液位計(jì)天線。常見的類型包括喇叭口、水滴形（防液體揮發(fā)凝結(jié)）、偏心型（防多重反射電磁波干擾），以及寬口喇叭口（防氣相介質(zhì)衰減電磁波）等。這些設(shè)計(jì)旨在適應(yīng)各種復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，確保雷達(dá)液位計(jì)的準(zhǔn)確測量。

03雷達(dá)液位計(jì)的故障處理

故障類型

雷達(dá)液位計(jì)在日常使用中可能會(huì)遇到多種故障，這些故障大致可以分為四類：數(shù)據(jù)保持不變、數(shù)據(jù)突然達(dá)到最大值、數(shù)據(jù)突然為零，以及數(shù)據(jù)偏離實(shí)際值過大或過小且無法恢復(fù)。

斷電重啟法

雷達(dá)液位計(jì)內(nèi)置多重防護(hù)機(jī)制，當(dāng)其出現(xiàn)故障保護(hù)時(shí)，可以嘗試斷電重啟來排除問題。重新上電后，若雷達(dá)液位計(jì)恢復(fù)正常，則故障可能已消除。此方法特別適用于高液位測量的儲(chǔ)罐雷達(dá)液位計(jì)的維修，避免了攀登十多米高的儲(chǔ)罐進(jìn)行處理的繁瑣與風(fēng)險(xiǎn)。

面板操作消除故障

若斷電重啟后故障仍未解除，需前往現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)檢查。首先，通過雷達(dá)液位計(jì)的面板功能，觀察是否顯示錯(cuò)誤代碼或啟動(dòng)了故障保護(hù)措施。若存在此類情況，可嘗試通過面板進(jìn)行清除操作，隨后重啟雷達(dá)液位計(jì)，并密切關(guān)注其是否已恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

空頻譜處理

雷達(dá)液位計(jì)的工作原理在于檢測接收到的電磁波頻譜。若被測液體與雷達(dá)天線之間的空間存在強(qiáng)電磁波反射或干擾，雷達(dá)液位計(jì)可能誤將反射的雷達(dá)波識(shí)別為真實(shí)液面的雷達(dá)反射波，導(dǎo)致錯(cuò)誤的液位顯示。處理此類故障，可利用雷達(dá)液位計(jì)內(nèi)部的軟件功能進(jìn)行空頻譜檢測。具體來說，就是設(shè)定一個(gè)高于實(shí)際液面的空高距離，讓雷達(dá)液位計(jì)檢測此空高范圍內(nèi)的所有反射電磁波頻譜。通過電路屏蔽濾除接收到的高能量頻譜電磁波，即可準(zhǔn)確檢出真實(shí)液面反射的電磁波，從而獲得準(zhǔn)確的液位讀數(shù)。

拆卸雷達(dá)液位計(jì)并清潔天線

若經(jīng)過前三種方法處理后，雷達(dá)液位計(jì)的故障仍未得到消除，那么拆卸雷達(dá)液位計(jì)并清潔天線便成為必要的步驟。但需注意，由于現(xiàn)場使用的雷達(dá)液位計(jì)所測介質(zhì)可能含有對(duì)人體有害的物質(zhì)，因此除非萬不得已，否則不建議采用此方法。在拆卸時(shí)，務(wù)必做好安全防護(hù)措施，如提前準(zhǔn)備蓋板以堵住雷達(dá)液位計(jì)安裝口，減少有害物質(zhì)的揮發(fā)，同時(shí)根據(jù)需要佩戴防毒面具或呼吸器。