雷達(dá)液位變送器的樣式種類詳解

雷達(dá)液位變送器作為一種先進(jìn)的液位測量儀表，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)場合，如化工、制藥、食品、水處理等領(lǐng)域。其基于雷達(dá)原理，通過發(fā)射微波信號(hào)并接收反射信號(hào)來測量液位，具有測量準(zhǔn)確度高、非接觸式測量、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。雷達(dá)液位變送器有多種樣式種類，每種樣式都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用場景。本文將從不同角度對雷達(dá)液位變送器的樣式種類進(jìn)行詳細(xì)介紹。

一、按測量原理分類

雷達(dá)液位變送器按測量原理主要分為脈沖雷達(dá)液位計(jì)和調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)液位計(jì)。

1. 脈沖雷達(dá)液位計(jì)

脈沖雷達(dá)液位計(jì)通過發(fā)射脈沖微波信號(hào)，此信號(hào)遇到被測介質(zhì)表面后反射回來，雷達(dá)液位計(jì)測量從發(fā)射信號(hào)到接收反射信號(hào)的時(shí)間間隔。根據(jù)光速（微波傳播速度近似于光速）和時(shí)間間隔，就能計(jì)算出液位高度。脈沖雷達(dá)液位計(jì)具有測量范圍廣（可達(dá)70米）、適用多種復(fù)雜工況（如高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕環(huán)境）等特點(diǎn)。此外，脈沖雷達(dá)液位計(jì)對安裝要求相對較低，天線可以不接觸介質(zhì)，維護(hù)比較方便。

脈沖雷達(dá)液位計(jì)的典型產(chǎn)品包括8G和26G的喇叭口雷達(dá)。例如，在一個(gè)大型儲(chǔ)油罐中，脈沖雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射脈沖信號(hào)，當(dāng)信號(hào)碰到油面后反射，液位計(jì)通過精確測量時(shí)間差來確定油位高度。這種測量方式使得脈沖雷達(dá)液位計(jì)在測量范圍較大、環(huán)境較為惡劣的場合表現(xiàn)出色。

2. 調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)液位計(jì)

調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射的是頻率隨時(shí)間連續(xù)變化的微波信號(hào)。當(dāng)信號(hào)遇到液面反射回來后，與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行混頻處理，得到差頻信號(hào)。這個(gè)差頻信號(hào)與液位高度有關(guān)，通過對差頻信號(hào)的分析來確定液位。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)液位計(jì)的精度較高，能達(dá)到毫米級(jí)的測量精度，抗干擾能力強(qiáng)，尤其在有泡沫、蒸汽等復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下，仍然可以較為準(zhǔn)確地測量液位。

然而，調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)液位計(jì)的價(jià)格相對脈沖雷達(dá)液位計(jì)較高，且對安裝的要求更為嚴(yán)格。其典型產(chǎn)品包括80G和120G雷達(dá)。例如，在一個(gè)狹長的水塔中，F(xiàn)MCW雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射的調(diào)頻信號(hào)遇到水面反射后，經(jīng)過處理得到的差頻信號(hào)能夠精確反映水位的變化。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)液位計(jì)在需要高精度測量的場合，如制藥行業(yè)的小型反應(yīng)釜、食品飲料行業(yè)的調(diào)配罐等設(shè)備中，得到了廣泛應(yīng)用。

二、按天線類型分類

雷達(dá)液位變送器按天線類型主要分為桿式、纜式和喇叭口式。

1. 桿式天線

桿式天線一般長度在0.3-3米之間，適用于小型容器或者測量范圍較小的場合，如小型化學(xué)試劑罐。桿式天線的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便，占用空間小，而且對于近距離的液位測量精度較高。例如，在制藥行業(yè)的小型反應(yīng)釜中，桿式天線能夠精確測量罐內(nèi)液體的液位。

2. 纜式天線

纜式天線由電纜構(gòu)成，長度可以根據(jù)測量范圍定制，極為長可達(dá)30米左右。這種天線適合于測量范圍較大的容器，特別是一些較高的立式儲(chǔ)罐。纜式天線能夠靈活地適應(yīng)不同的容器高度，并且可以在一定程度上克服容器內(nèi)障礙物的影響。例如，在石油化工行業(yè)的大型原油儲(chǔ)罐、液體化學(xué)品儲(chǔ)罐等場合，纜式天線能夠有效地測量液位變化。

3. 喇叭口天線

喇叭口天線的尺寸大小會(huì)影響信號(hào)的發(fā)射和接收效果，一般尺寸較大的喇叭口天線適用于遠(yuǎn)距離和大面積的液位測量。喇叭口天線在大型的工業(yè)原料儲(chǔ)存?zhèn)}庫中的散裝物料料倉或者水泥廠的水泥倉等場合使用，用于測量固體顆粒物料的料位高度，也可用于大型液體儲(chǔ)罐的液位測量。例如，在大型的水泥倉中，喇叭口天線能夠準(zhǔn)確測量水泥的料位高度。

三、按安裝方式分類

雷達(dá)液位變送器按安裝方式主要分為頂裝和側(cè)裝式。

1. 頂裝式

頂裝式雷達(dá)液位變送器安裝在容器的頂部，通過容器頂部的開口或者法蘭將液位計(jì)固定。這種安裝方式便于安裝和維護(hù)，并且不會(huì)對容器內(nèi)部的液體流動(dòng)等過程產(chǎn)生干擾。對于一些密封要求較高的容器，如有毒有害化學(xué)品儲(chǔ)罐，頂裝式雷達(dá)液位計(jì)可以很好地實(shí)現(xiàn)液位測量，同時(shí)保證容器的密封性。例如，在化工、制藥、食品等行業(yè)的各種儲(chǔ)存罐、反應(yīng)釜等容器中，頂裝式雷達(dá)液位變送器得到了大量應(yīng)用。

2. 側(cè)裝式

側(cè)裝式雷達(dá)液位變送器安裝在容器的側(cè)面，通常需要在容器側(cè)面開安裝孔。這種安裝方式適合于一些特殊的容器結(jié)構(gòu)或者測量需求，比如當(dāng)容器頂部空間有限或者無法進(jìn)行頂部安裝時(shí)。但是側(cè)裝式雷達(dá)液位計(jì)對容器內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)和液位波動(dòng)較為敏感，需要考慮液體的流動(dòng)特性等因素。例如，在一些特殊形狀的工業(yè)水箱、有特殊安裝要求的管道式容器等場合，側(cè)裝式雷達(dá)液位變送器得到了廣泛應(yīng)用。

四、其他特殊類型

除了上述分類外，雷達(dá)液位變送器還有一些特殊類型，如投入式、直桿式、法蘭式、螺紋式、電感式、旋入式、浮球式等。這些特殊類型的雷達(dá)液位變送器在特定的應(yīng)用場合中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。例如，投入式雷達(dá)液位變送器適用于需要直接投入液體中測量的場合；直桿式和法蘭式雷達(dá)液位變送器適用于需要固定安裝在容器壁上的場合；螺紋式和旋入式雷達(dá)液位變送器適用于需要螺紋連接安裝的場合；浮球式雷達(dá)液位變送器則適用于需要浮球帶動(dòng)測量的場合。