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雷达液位计的应用

一、雷达液位计的工作原理

雷达液位计采用高频振荡器作为雷达波发生器,发生器产生的雷达波通过导波管引到雷达天线,然后向外传播。当雷达波到达检测液面时,有一部分被吸收,另一部分被反射回雷达天线接收,通过建立发射波与反射波的函数关系来实现液位测量。基于两种不同的测量原理,雷达液位计主要分为时域脉冲雷达液位计和调频连续波(FMCW)雷达液位计两类。

时域脉冲雷达液位计基于雷达波的时域反射性(TDR)原理,通过测量单脉冲电磁波的传输时间进行液位测量,其精度主要依赖于对时间的精确测量。由于雷达波信号以光速传播,而测量储罐液位时雷达波在储罐内的传播距离较短,所以较难保证准确地测量。

调频连续波雷达液位计利用同步调频脉冲技术,微波发射和接收器安装在罐顶,向液体表面发射频率经过线性调制了的微波信号。当微波信号向下传播到液体表面后被反射回接收器时,由于时间延迟,发射信号的频率已发生了改变,通过得到反射波与发射波的频率差,推算出雷达波通过的距离。

同样是利用雷达波的传播特性进行液位测量,时域脉冲雷达液位计基于时间测量,而时间是一种连续的模拟量,在物理学上定义它只能被无限近似切割,所以时域脉冲法是一种模拟技术,它只能提供较低的测量精度,其优势在于制造成本相对较低;调频连续波雷达液位计基于频率测量,而频率是一种完全的数字量,能够被准确切割和度量,所以调频连续波法是一种数字化技术,能提供良好的测量精度和稳定的输出信号。

二、雷达液位计的应用

油品罐区是石油化工企业中重要的储运设施,准确地计量油品罐区的库存对于石化企业的生产、销售有着非常重要的指导作用,作为油品罐区计量中的关键仪表,罐区液位计的精确度、安全性及稳定性直接影响着石化企业的安全生产和经济效益。早在20世纪80年代中期,源自军事工业的雷达测量技术被应用于工业自动化测量领域,使得现代罐区计量技术有了一个根本性的飞跃,解决了油品罐区测量系统在部分工况长期以来无法精确计量的难题,雷达液位计以其优越的性能成为罐区液位测量仪表的首要选择。

作为一种智能化的液位测量仪表,雷达液位计在罐区油品计量的应用中已经发挥出了自身的优势,非接触式测量、测量范围大、精度高、安装简单等优点完全满足罐区油品计量对精确度、可靠性和稳定性的要求,数字式现场总线传输方式不但能节省成本,而且符合现代测量技术向着集成化、数字化、网络化方向发展的要求,雷达液位计将继续在罐区油品计量中发挥重要作用。

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