在(zài)石(shí)油化工，電力冶金，食(shí)品(pǐn)醫藥(yào)等流程工業中(zhōng)，物位(wèi)測量是(shì)過(guò)程控製(zhì)的基礎(chǔ)環(huán)節之一。高(gāo)溫，高(gāo)壓，腐蝕(shí)，粉塵(chén)，泡沫等(děng)復雜工(gōng)況(kuàng)對(duì)傳(chuán)統接(jiē)觸(chù)式(shì)物(wù)位儀表構成(chéng)了(liǎo)諸(zhū)多挑(tiāo)戰(zhàn)，而雷達物位(wèi)計(jì)憑借其(qí)非接觸式電(diàn)磁波(bō)測(cè)距(jù)技術，在(zài)這(zhè)些條件下(xià)提供了可行(háng)的解(jiě)決方案(àn)。上海(hǎi)儀川儀表(biǎo)廠作為國內工業(yè)自動化儀表的(dí)生產(chǎn)企業之(zhī)一(yī)，其(qí)SYC-LD係列雷達(dá)物位計(jì)采(cǎi)用微(wēi)波(bō)脈衝(chōng)或調頻連(lián)續(xù)波技術(shù)，適(shì)用於(yú)液體(tǐ)，漿料(liào)和固體(tǐ)顆粒(lì)的連續物(wù)位(wèi)測量。

測量原理與(yǔ)技術路綫

上海(hǎi)儀川雷達物位(wèi)計基(jī)於時(shí)域反射（TDR）原理。儀表的天(tiān)綫(xiàn)係統(tǒng)發射高(gāo)頻電磁波(bō)脈(mài)衝（頻率範(fàn)圍為(wéi)6GHz至26GHz），電磁(cí)波(bō)以光速在空間(jiān)傳播(bō)，到達被測介(jiè)質(zhì)表(biǎo)麵後(hòu)發(fā)生反(fǎn)射，回(huí)波(bō)被同一天綫接(jiē)收。電子(zǐ)綫(xiàn)路部分通過(guò)計算發射與(yǔ)接收的時(shí)間(jiān)差，結(jié)合(hé)光速常數，精確計(jì)算出天綫(xiàn)到(dào)物(wù)料表麵(miàn)的距離(lí)。由(yóu)於安裝高度(dù)（空罐距離(lí)）為已知量，物(wù)位高度(dù)即(jí)可自動算出。

在實(shí)際應(yīng)用(yòng)中，上海(hǎi)儀(yí)川(chuān)提供了(liǎo)多(duō)種(zhǒng)技術路(lù)綫(xiàn)的雷達(dá)物位計產品(pǐn)，以適應不(bù)同的測(cè)量需求(qiú)。

調(tiáo)頻連續波（FMCW）技(jì)術是目前較(jiào)為(wéi)主(zhǔ)流(liú)的高(gāo)精度物(wù)位(wèi)測量(liáng)方(fāng)式。它發(fā)射一個(gè)頻率隨(suí)時間綫(xiàn)性(xìng)變化的微(wēi)波連續信號，接(jiē)收的回(huí)波(bō)信號與發(fā)射信號之間(jiān)存在頻率差(chà)，頻(pín)率(shuài)差(chà)與(yǔ)被測距離成正(zhèng)比。通(tōng)過測(cè)量頻率差即可(kě)計算出物位，無(wú)需(xū)直接測量時(shí)間差(chà)，這使(shǐ)得儀表具(jù)有較高(gāo)的分辨(biàn)率(shuài)和(hé)測(cè)量速度。

脈衝雷達(dá)技(jì)術則直(zhí)接(jiē)測量(liáng)電磁(cí)波往(wǎng)返(fǎn)的(dí)時(shí)間，成本相對(duì)較(jiào)低，適用於一般工況，但(dàn)精(jīng)度和抗幹(gān)擾能(néng)力略(lüè)遜於FMCW方案。

導(dǎo)波雷達（GWR）技(jì)術是另一(yī)種重(zhòng)要的形式。它采用金屬纜繩(shéng)或(huò)剛性杆作為(wéi)導波(bō)介(jiè)質(zhì)，脈衝波沿(yán)導波杆(gān)向下(xià)傳播，遇到物(wù)料表(biǎo)麵(miàn)後(hòu)反射(shè)回來。導(dǎo)波(bō)雷(léi)達在(zài)低介(jiè)電常數介(jiè)質測量和攪(jiǎo)拌罐等(děng)復雜流態(tài)工況(kuàng)中(zhōng)表(biǎo)現較(jiào)為可靠。

產品係列與(yǔ)關(guān)鍵參數

上海儀川的SYC-LD702型智能雷(léi)達物位計(jì)是一款(kuǎn)采(cǎi)用微(wēi)波脈衝技(jì)術的非(fēi)接觸式(shì)雷(léi)達儀(yí)表，測(cè)量距離可達(dá)20米，適(shì)用於存(cún)儲罐，中間緩衝罐(guàn)及(jí)各種料(liào)倉(cāng)的(dí)物(wù)位測(cè)量。儀表(biǎo)采用兩綫(xiàn)製回(huí)路供(gōng)電技術，供電電(diàn)壓和輸(shū)出(chū)信號(hào)通過一(yī)根兩(liǎng)芯電(diàn)纜傳(chuán)輸，簡化了(liǎo)現場布(bù)綫。主(zhǔ)要技(jì)術指標包(bāo)括(kuò)：過程溫度(dù)範圍-20至220℃，過(guò)程壓力可(kě)達40bar，精度優(yōu)於0.1%，重復性為(wéi)±3mm，無(wú)測量盲區(qū)，頻率範圍為(wéi)6.3GHz。

SYC-LD701型智(zhì)能雷(léi)達物(wù)位計(jì)采用(yòng)26GHz高頻(pín)技(jì)術，測量(liáng)範(fàn)圍(wéi)可達30米，適用(yòng)於耐(nài)溫(wēn)，耐壓，輕微腐(fǔ)蝕的(dí)液體介(jiè)質(zhì)。由(yóu)於(yú)波(bō)長(cháng)更短，波束角更小(xiǎo)，該儀(yí)表(biǎo)具備(bèi)較(jiào)強的(dí)抗(kàng)幹擾能力和(hé)較高的測(cè)量精度。介質溫(wēn)度(dù)範圍(wéi)-40至(zhì)150℃，過程壓力(lì)-0.1至4.0MPa，防爆等(děng)級達到Exia ⅡC T6 Ga，防護等級為(wéi)IP67，可滿足大(dà)多數(shù)危險區域的安裝(zhuāng)要(yào)求(qiú)。

SYC-LD601，LD602，LD603係列導波雷達物(wù)位計是(shì)基於(yú)時(shí)間行(háng)程原理的接觸(chù)式雷(léi)達儀(yí)表，采(cǎi)用(yòng)100MHz至1.8GHz的低(dī)頻脈衝技(jì)術(shù)。LD601型適用於液體，固(gù)體(tǐ)小顆粒(lì)及(jí)粉體(tǐ)，標(biāo)準(zhǔn)測量範圍為20米(mǐ)（可擴展至30米(mǐ)）。三(sān)款型號的分辨率均為1mm，重復性(xìng)±3mm，防爆防護(hù)等(děng)級為Exd II BT4/IP68。

此外(wài)，上(shàng)海儀川(chuān)還開發(fā)了(liǎo)更(gēng)高頻段的(dí)雷達料位計，測量距(jù)離(lí)可達(dá)50米，其(qí)天(tiān)綫經過優化處理，配合(hé)新型(xíng)高速微處(chǔ)理器，可用於反應(yīng)釜或固(gù)體料倉(cāng)等(děng)復(fù)雜的測(cè)量條件(jiàn)。

抗幹擾能(néng)力與(yǔ)環境(jìng)適應性

雷(léi)達物位計(jì)采用微(wēi)波(bō)脈衝或調頻(pín)連(lián)續(xù)波測(cè)量方(fāng)法，可(kě)在工業頻率(shuài)波(bō)段範(fàn)圍內(nèi)正常(cháng)工作(zuò)，波束(shù)能量(liáng)較(jiào)低，安裝於各(gè)種金屬，非(fēi)金(jīn)屬(shǔ)容(róng)器或管道內均(jūn)對人(rén)體及(jí)環(huán)境(jìng)無(wú)害(hài)。

與傳統(tǒng)液位測量儀(yí)表(biǎo)相(xiāng)比，雷達物(wù)位(wèi)計在(zài)環境適(shì)應性(xìng)方麵具有(yǒu)較(jiào)為顯著的優(yōu)勢。它(tā)不受壓(yā)力(lì)，溫度(dù)變化，惰性氣體，真(zhēn)空(kōng)，煙塵(chén)，噪音，蒸汽(qì)，粉(fěn)塵(chén)等(děng)工(gōng)況的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)，同(tóng)時也不受介(jiè)質密(mì)度，粘(nián)稠(chóu)度和溫(wēn)度(dù)變(biàn)化的影響。這意味(wèi)著在同一台(tái)儀表可以(yǐ)應對(duì)介(jiè)質成(chéng)分變化(huà)或(huò)工藝(yì)狀態波(bō)動的情(qíng)況(kuàng)，無(wú)需頻(pín)繁(fán)重(zhòng)新校(xiào)準(zhǔn)。

在存在虛假(jiǎ)回波的復雜(zá)工(gōng)況(kuàng)下，上海儀川(chuān)雷達(dá)物位計采用最(zuì)新(xīn)的微(wēi)處理技術和(hé)調(tiáo)試(shì)軟(ruǎn)件，能(néng)夠準(zhǔn)確識別出真(zhēn)實(shí)物位的回(huí)波信號，抑製容器內壁(bì)，攪拌器(qì)，進料(liào)口(kǒu)等障礙(ài)物產生(shēng)的幹擾。

典型應用場景(jǐng)分(fēn)析

在(zài)石油(yóu)化工行業(yè)，上海(hǎi)儀川雷(léi)達(dá)物位計(jì)可(kě)用於原(yuán)油(yóu)，成(chéng)品油等輕油儲(chǔ)罐的庫存管理(lǐ)，也可(kě)用於揮發性液(yè)體儲(chǔ)罐(guàn)，漿(jiāng)料儲(chǔ)罐(guàn)以(yǐ)及(jí)焦炭料(liào)位(wèi)的(dí)測(cè)量。對(duì)於強酸(suān)，強鹼等腐(fǔ)蝕(shí)性介質(zhì)，由於雷達波為非(fēi)接觸(chù)式(shì)測量(liáng)，不(bù)會(huì)對(duì)儀表造(zào)成(chéng)化(huà)學侵蝕。LNG儲罐(guàn)中的(dí)超(chāo)低溫(wēn)環境（-162℃）對(duì)非(fēi)接(jiē)觸式(shì)雷達物(wù)位計影(yǐng)響(xiǎng)較(jiào)小，但需選用低(dī)溫(wēn)專(zhuān)用(yòng)型號。

在電力(lì)能源領(lǐng)域，雷達(dá)物位計(jì)可用於(yú)煤倉的煤粉位(wèi)測量(liáng)，除鹽水箱的液(yè)位(wèi)控製(zhì)以(yǐ)及飛(fēi)灰倉的極(jí)末介質檢測(cè)。由於固體粉(fěn)料表麵鬆(sōng)散(sàn)，存(cún)在(zài)堆角，且環(huán)境中有較高濃(nóng)度(dù)的粉塵，導波雷達或(huò)高頻(pín)非(fēi)接(jiē)觸式(shì)雷(léi)達(dá)比超聲波方(fāng)案更具(jù)適應性。

在食品(pǐn)醫(yī)藥行業，衛生型設計(jì)的(dí)雷(léi)達(dá)物位計(jì)可(kě)用(yòng)於發(fā)酵罐，糖(táng)漿儲(chǔ)罐以及無(wú)菌(jūn)容(róng)器(qì)的(dí)物位(wèi)測(cè)量(liáng)，其結構無(wú)清(qīng)潔死角，滿(mǎn)足GMP認證(zhèng)要求。

安(ān)裝(zhuāng)維(wéi)護與(yǔ)選型指(zhǐ)南(nán)

安裝雷達物位計(jì)時，天綫(xiàn)與介(jiè)質表(biǎo)麵應保(bǎo)持(chí)垂直，以(yǐ)避免反射信(xìn)號(hào)偏離。安裝(zhuāng)位置應(yīng)避(bì)開進料(liào)口，攪拌器(qì)及容器內部的(dí)焊縫(féng)，減(jiǎn)少(shǎo)幹(gān)擾(rǎo)回波的產生(shēng)。對於導波雷(léi)達(dá)，應(yīng)注(zhù)意纜繩(shéng)或杆(gān)式探(tàn)頭不應(yīng)觸碰(pèng)罐(guàn)壁(bì)，避(bì)免信(xìn)號短(duǎn)路(lù)或(huò)測(cè)量(liáng)異常(cháng)。

選型時需(xū)重點(diǎn)關注的參數(shù)包(bāo)括：測(cè)量(liáng)範圍(wéi)（量程），介(jiè)質特性（介(jiè)電(diàn)常(cháng)數，腐蝕(shí)性，粘稠(chóu)度），過(guò)程(chéng)溫(wēn)度(dù)和壓(yā)力，容器(qì)形狀(zhuàng)和內部構件情況(kuàng)，以及防爆(bào)等(děng)級要(yào)求。在低(dī)介(jiè)電(diàn)常(cháng)數(shù)介質(zhì)（如液化石氣(qì)，LNG）測量(liáng)中(zhōng)，導波(bō)雷達(dá)通常較非接觸式雷達(dá)更為適(shì)用(yòng)。

預(yù)防性(xìng)維護建(jiàn)議(yì)包(bāo)括(kuò)：每季(jì)度檢(jiǎn)查天綫(xiàn)狀態（對(duì)於非(fēi)接(jiē)觸(chù)式雷達(dá)）或(huò)導波探(tàn)頭表麵(miàn)清潔情況(kuàng)（對於導(dǎo)波雷達），每年(nián)進行(háng)一次現場(cháng)校準，定(dìng)期備(bèi)份(fèn)儀表的參數(shù)設(shè)置。

小結(jié)

上(shàng)海儀川雷達物(wù)位(wèi)計產品係列(liè)涵(hán)蓋了脈(mài)衝(chōng)式，調頻連(lián)續(xù)波(bō)式和導(dǎo)波(bō)式(shì)等多種技術路綫(xiàn)，能夠(gòu)適應(yīng)從常(cháng)規(guī)水處理(lǐ)到高溫高壓化(huà)工(gōng)過程(chéng)的(dí)各(gè)類(lèi)物(wù)位(wèi)測量(liáng)需(xū)求(qiú)。在超(chāo)聲波(bō)液位(wèi)計受(shòu)限於(yú)粉塵(chén)，蒸(zhēng)汽，泡(pào)沫(mò)或(huò)溫(wēn)度壓(yā)力(lì)的場合(hé)，雷(léi)達(dá)物(wù)位計以其抗幹(gān)擾(rǎo)能力(lì)，為復(fù)雜工況下的物位(wèi)監(jiān)測提供了(liǎo)一種值得考(kǎo)慮(lǜ)的(dí)技術選項。