雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理

雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理在于利用電磁波的直線傳播特性來測(cè)量周圍空間的凈空距離，這意味著它可以測(cè)算被測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量筒的導(dǎo)波雷達(dá)。它們主要用于地面儲(chǔ)罐液位測(cè)量，或生產(chǎn)設(shè)備塔器儲(chǔ)罐可側(cè)裝旁通管的液位測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)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(cè)接收到的電磁波頻譜。若被測(cè)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(cè)。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(cè)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(chǎng)使用的雷達(dá)液位計(jì)所測(cè)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。