雷达物位计在冶金行业的应用

一、概述：

物位测量的仪表在选型时，与压力或流量测量等仪表有很大不同。这是因为物位测量的现场情况千差万别，而生产商又很难设计出能满足所有工况应用的物位仪表。只有充分了解仪表特点及现场应用条件，才能正确选择所需要的产品，同时充分发挥仪表的测量性能。

在非接触式物位测量仪表中，一般有超声波物位计和雷达物位计两种，而后者占有主要的地位. 这是因为雷达技术的应用近年来获得了快速发展. 雷达物位计中高频头和天线是眼睛，回波处理是物位计的大脑。雷达物位计发出的电磁波遇到被测介质被反射，反射回波的质量反映了物位计应用效果。回波质量定义为最小回波幅度（在最恶劣条件下回波幅度）与最大噪声幅度（虚假回波、多径反射波等的幅度）之比。回波质量数值越大，物位计测量效果越好。

雷达物位计的回波质量主要受以下因素影响: 1.传播介质的介电常数，该常数越稳定越有利于传播。雷达波是电磁波，电磁波在传播过程中不受传播介质稳定程度的影响，只与其介电常数有关。这是雷达技术与超声波技术的重大区别。2.被测介质表面状况，表面越平整，其介电常数越大，则越有利于回波反射。

所以考虑现场情况时，应特别注意这两个方面：1.天线到被测介质间空气介电常数的分布。2.被测介质的表面状态及其介电常数。

雷达物位计的优点是：不受空气波动影响，随距离衰减小，穿透力强。

同时雷达物位计也存在一定的局限性；其一，影响雷达物位计的性能是介电常数，在真空中雷达衰减极小，当空气中存在影响雷达衰减的物质时，例如：含高介电性的粉尘粉末（石墨，铁合金等），水蒸气等，其测量距离和效果都会受到影响。其二，如果被测介质的挥发气体在天线上聚集，或水蒸汽在天线上聚结，此时，就会影响雷达波发射，严重时可导致雷达波不能发出。 其三，被测介质的介电常数不能太小。其四，尽管温度和压力对雷达影响极小，但由于雷达天线是由不同材料做成，雷达物位计可适应温度和压力的范围取决于其天线所使用的材料，以及物位计本身的密封结构。

       在超声波物位计的应用中，要获得比较好的回波，换能器工作频率大约 40KHz，波长大约 9mm，这时发射波的开角为7°-8°。工作频率越高，其开角越小，量程相对也较小。与超声波物位计相比，雷达物位计要获得上述效果的回波，其工作频率应为 26GHz，此时，其波长为 11mm。当用口径为 100mm的喇叭时，可获得 7°-8°开角的发射波。如果雷达物位计的工作频率为 6GHz，则相当于超声波的工作频率为 10KHz。而工作频率为 10kHz的超声波物位计在物位测量中各项指标都很不理想，不适于固体料位的测量。

二、雷达物位计的种类及应用：

       雷达物位计目前已成为市场上的主流产品，主要分为脉冲雷达物位计和导波雷达物位计。低频脉冲雷达物位计尽管具有价格相对低廉的优点，但在主要应用领域中，属于逐渐被淘汰的产品。

与低频脉冲雷达物位计相比，高频脉冲雷达物位计在应用过程中有以下优点：

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