雷达物位计从测量原理角度的分类

雷达物位计从测量原理角度分为：脉冲型雷达物位计、调频连续波雷达物位计。

1 、脉冲型雷达物位计

雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲（例如： 6G 频率雷达，即：发送一个△ t 时间（一般为 1ns ）的脉冲，叠加 6GHZ 的正弦波信号），这个脉冲以光速在空间传播，碰到被测介质表面，其部分能量被反射回来，被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。

由于其发射脉冲与接收脉冲的时间间隔非常小，一般都采用时间拓展技术，并采用多次测量求平均的方法获得最终结果；这种测量技术决定了其精度为 5~10mm 。

脉冲雷达由于采用微波脉冲信号，是间断性发射脉冲方式，所以，脉冲雷达可以做到功率比较低，一般为 0.5W 内。可以很方便的实现本安设计。在设计中大都采用大电容充电方式，等电容充电到一定容量后，进行一次微波脉冲信号发射测量。这种设计方式决定了其在料位变化率比较快的情况下，会出现锁波现象。

1.1 智能雷达

智能雷达属于脉冲雷达一种，根据其发射装置大体分为如下几种类型：喇叭口、波导管、四氟棒材。

喇叭口类型，一般用于液体、固体颗粒的测量，其测量距离在 0~30 米内；罐顶部容许开口比较大的场所。其喇叭口根据其尺寸大体有如下几种：Φ 140 、Φ 200 、Φ 240 等。喇叭口的大小对应其测量的距离：Φ 140 为 15m 内，Φ 200 大体距离 20m ，Φ 240 大体距离 30m 。其具体测量距离与介质的介电常数、现场工况环境有关系。例如：测量介质为金属矿石等，Φ 200 就可以达到测量距离 30m 。在如下几种工况：水泥原料仓、粮库、污水、铁矿石、盐碱厂、铝业等可以采用喇叭口类型智能雷达。

波导管类型，用于液位的测量，其测量距离小于 6 米。测量距离主要取决于波导管太长不易安装、托运等。一般要求罐内液面无大量泡沫，罐内无搅拌（即：液面相对平静）的工况。

四氟棒材类型，其主要应用于环保行业的测量，其测量距离小于 8~10m 。由于其发射和接收信号全靠四氟棒材，所以，其信号一般很弱，测量距离最好控制在 8m 内。其一般应用于：食品行业等。

综上所述，对于一般工况：测量精度 5mm 以上；测量液体介质无大量泡沫、液面无大波纹；罐内无大量水蒸气；料位变化速率相对较小等工况时，可以选择价格比较低廉的智能雷达。

1.2 缆式雷达

缆式雷达属于脉冲雷达一种，其发射脉冲频率 200M~1GHZ ，用于固体粉末的测量，其测量距离在 0~35 米。

一般仅仅用特殊工况，如：水泥厂粉料仓等。罐内烟雾比较大的场所。其安装比较复杂，需要将缆的低端固定于罐底部；同时，需要对罐内进行清仓处理，影响正常生产。所以，除特殊场所（罐内烟雾比较大），不会采用缆式雷达进行物位测量。

由于缆式雷达仍属于脉冲雷达一种，所以其精度为 5mm 以上。

2 、调频连续波型雷达物位计

相对于脉冲回波时间差方式的测量原理，调频连续波型液位雷达采用 FMCW （频率调制连续波）体制，可以达到计量级的测量精度。

安装在罐顶液位计通过天线向液面发射经频率调制的电磁波信号，被测表面返回的信号被发射天线接收，并与天线发射的瞬时频率信号比较。由于信号的频率按照一定规律不断变化，因此比较信号频率与天线到液面的直线距离成比例。

综合测量信号与油罐形状参数，进行几何处理，就可以得到精确的液位高度和剩余量信息。

3 、各种工况环境概述及雷达简单选型参照

3.1 高温环境

（ 1 ）非常温，温度环境小于 150 ℃

一般化工厂、原料厂等应用。例如，由于原料进行了化学反应使得内部

温度升高。可以选用带有散热片的雷达。

（ 2 ）高温，环境温度范围 150 ℃ ~300 ℃

石油化工重油等环境，大都温度在 250 ℃左右。

注：需要提供详细现场环境资料，根据资料进行特殊处理。

（ 3 ）高温，环境温度范围 300 ℃ ~450 ℃

特殊化工行业，冶金行业等。

注：需要提供详细现场环境资料，根据资料进行特殊处理。

（ 4 ）高温，环境温度范围 450 ℃以上

特殊行业，如：钢铁反应炉、核领域等

注：需要考察现场环境。

3.2 高压环境

（ 1 ）非常压，压强小于 30bar

选用高压智能雷达、调频雷达。

（ 2 ）高压，压强范围 30bar ~ 120bar

选用高压智能雷达、调频雷达。

（ 3 ）高压，压强范围 120bar~300bar

注：需要提供详细现场环境资料，根据资料确定是否需要现场考察。

3.3 腐蚀环境

（ 1 ）普通腐蚀环境

选用材质 316 、 316L 型智能雷达、调频雷达。

例如：弱酸、盐碱厂等

（ 2 ）高腐蚀环境

选用材质为钛的调频雷达。一般高腐蚀环境，量程比较短，需要精度比较高、实时性要求高，故选型上首先考虑调频雷达。

例如：浓硫酸、硝酸等环境。

3.4 其他特殊环境

（ 1 ）罐内水蒸气比较大——选用调频雷达

（ 2 ）罐内料位变化率比较大，即：要求数据输出实时性强——选用调频雷达

（ 3 ）罐内介质为液体，含有大量泡沫——选用调频雷达

（ 4 ）罐内介质为液体，液面波纹比较大（如：伴随搅拌）——选用调频雷达

（ 5 ）罐内介质位固体，粉尘比较大，烟多（如：水泥厂等）——选用缆式雷达

（ 6 ）距离比较大（ 30~70m ）——选用抛物面天线的智能雷达、调频雷达

3.5 普通环境

（ 1 ）常温、常压

（ 2 ）罐内无特殊环境（如：罐内环境干净）

（ 3 ）料位范围在 0~30M 内

满足以上三种工况下，在雷达选型上可以考虑价格比较低的智能雷达。