物位

連續(xù)物位儀:實現(xiàn)對料倉物位高度的實時連續(xù)監(jiān)測的物位儀。

物位開關(guān):通過點位測量實現(xiàn)控制料倉物位高度的開關(guān)。

物位儀:物位測量是指對工業(yè)生產(chǎn)過程中封閉式或敞開容器中物料(固體或液位)的高度進(jìn)行檢測;完成這種測量任務(wù)的儀表就叫做物位儀。物位儀也稱為"物位計"、"料位計"、"料位儀"、"料位監(jiān)測儀"、"物位監(jiān)測儀"等。

非接觸物位測量中，雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用近年來獲得快速發(fā)展。超聲波物位計中換能器是眼睛，而雷達(dá)物位計中高頻頭和天線是眼睛，回波處理是物位計的大腦。雷達(dá)物位計繼承了超聲波物位計的回波處理技術(shù)。

雷達(dá)物位計發(fā)出的電磁波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計應(yīng)用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為最小回波幅度(在最惡劣條件下回波幅度)比最大噪聲幅度(虛假回波、多徑反射波等的幅度)?；夭ㄙ|(zhì)量數(shù)值越大，物位計應(yīng)用效果越好。

回波強度主要受以下因素影響

傳播介質(zhì)介電常數(shù)越穩(wěn)定越有利于傳播。雷達(dá)波是電磁波，電磁波在傳播過程中不受傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響，只與其介電常數(shù)有關(guān)。這是雷達(dá)技術(shù)與超聲波技術(shù)的重大區(qū)別。

被測介質(zhì)表面越平整，其介電常數(shù)越大越有利于回波反射。

所以考慮現(xiàn)場工況時，應(yīng)特別注意這兩個方面:(1)天線到被測介質(zhì)間空氣介電常數(shù)的分布(2)被測介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。

雷達(dá)物位計的優(yōu)點是:不受空氣波動影響，隨距離衰減小，穿透力強。

雷達(dá)的局限性:1)影響雷達(dá)的性能是介電常數(shù)，理論上在真空中雷達(dá)衰減極小，當(dāng)空氣中存在對雷達(dá)衰減物質(zhì)，例如:含高介電性的粉塵粉末(石墨，鐵合金等)，水蒸氣很大，測量距離和效果要受影響。2)被測介質(zhì)的揮發(fā)氣體會在天線上聚集，水蒸汽會在天線上聚結(jié)，此時，會影響雷達(dá)波發(fā)射，嚴(yán)重時雷達(dá)波不能發(fā)出。3)被測介質(zhì)的介電常數(shù)不能太小。4)盡管溫度和壓力對雷達(dá)影響極小，但雷達(dá)天線是由材料做成，雷達(dá)可適應(yīng)溫度和壓力的范圍與使用的材料和密封結(jié)構(gòu)有關(guān)。

雷達(dá)物位計目前已成為市場上的主流產(chǎn)品，而低頻率雷達(dá)物位計盡管具有價格相對低廉的優(yōu)點，但在主要應(yīng)用領(lǐng)域中，屬于逐漸被淘汰的產(chǎn)品。從超聲波物位計的應(yīng)用中得知，要獲得比較好的回波，換能器工作頻率大約40KHz，波長大約9mm，這時發(fā)射波的開角為7°-8°。工作頻率越高，其開角越小，但其量程較小。與超聲波類比，雷達(dá)物位計要獲得上述效果的回波，其工作頻率應(yīng)為26GHz，此時，其波長為11mm。當(dāng)用口徑為100mm的喇叭時，可獲得7°-8°開角的發(fā)射波。若雷達(dá)工作頻率是6GHz，則相當(dāng)于超聲波的工作頻率為10KHz。而工作頻率為10kHz的超聲波物位計在物位測量中各項指標(biāo)都很不理想，特別不適于固體料位的測量。與低頻率雷達(dá)相比，高頻雷達(dá)有以下優(yōu)點:

1)高頻雷達(dá)物位計(主要指26GHz和24GHz)具有能量高，波束角小(一般Φ95的喇叭天線的波束角為8o，而6GHz低頻脈沖雷達(dá)的喇叭天線直徑為Φ246時，波束角為15o)，天線尺寸小，精度高等優(yōu)點。

2)26GHz雷達(dá)波長11mm，6GHz雷達(dá)波長50mm，雷達(dá)測量散裝料位時，雷達(dá)波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強度與物料大小成正比，與波長成反比，而大部份散裝料直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50mm，這就是為什么目前26GHz雷達(dá)是散裝料物位測量的最佳選擇。

3)在一些直徑小高度矮的小罐應(yīng)用中， 6GHz雷達(dá)天線長(300-400mm)無形中增大了盲區(qū)(大約600mm)，由于6GHz雷達(dá)方向性差(開角大)在小罐中會產(chǎn)生多徑反射;26GHz雷達(dá)頻率高頻，天線短，方向性好，克服了6GHz雷達(dá)的缺點，適用于小罐測量。

4)由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，隨著時間推移，雷達(dá)天線會堆積污物、水汽等，26GHz雷達(dá)天線小，加天線罩可大大改善污物、水汽影響;6GHz雷達(dá)天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理困難。

5)由于26GHz雷達(dá)方向性好，很多惡劣工況，可通過簡單隔離，將雷達(dá)裝在容器外進(jìn)行測量。

目前，26GHz雷達(dá)物位計的價格已與6GHz雷達(dá)物位計價格相當(dāng)，這更促進(jìn)了26GHz雷達(dá)物位計的應(yīng)用。 可以預(yù)見，6GHz雷達(dá)物位計市場占有率會大大降低。隨著技術(shù)的進(jìn)步，我們期待更高頻率(如:90GHz)、更小開角(如:2°，3°)、更小體積的雷達(dá)物位計的面世。我們將在此領(lǐng)域中不懈地努力，將雷達(dá)物位測量做到極致。

導(dǎo)波雷達(dá)物位計--非接觸雷達(dá)物位測量的補充

導(dǎo)波雷達(dá)物位計發(fā)射脈沖電磁場，以導(dǎo)波纜為中心100mm為半徑，沿纜向前傳播，遇介質(zhì)返回。除有非接觸雷達(dá)的特點以外，導(dǎo)波雷達(dá)方向性好，頻率低(500M-1GHz)穿透性好。缺點是顯然的，尤其在固體測量中，調(diào)試維修都不方便，經(jīng)常會磨損，甚至斷纜?？衫脤?dǎo)波雷達(dá)物位計低頻的穿透性實現(xiàn)某些特殊應(yīng)用。如:油水界面;以及利用纜的末端反射測量介電常數(shù)非常小的粉末(除塵粉倉)粉位測量等。

在高溫、高壓工況條件下，導(dǎo)波雷達(dá)物位計與脈沖(非接觸)雷達(dá)物位計相比更具優(yōu)勢。脈沖雷達(dá)天線由不銹鋼和PTFE構(gòu)成，而PTFE最高使用溫度200°，最高壓力4MP。當(dāng)導(dǎo)波雷達(dá)用不銹鋼和陶瓷構(gòu)成時，最高使用溫度400°，最高壓力40MP。