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物位儀表在選型時,，與壓力,、流量等儀表有很大不同,。物位測量的現(xiàn)場工況千差萬別,，很難設(shè)計出能滿足所有工況應(yīng)用的物位儀表,。

　　 在非接觸式物位測量儀表中，超聲波物位計和雷達物位計是兩大主流儀表,。這兩類儀表各有特點,，只有充分了解儀表特點及應(yīng)用條件，才能做到選型合理,，充分利用儀表的測量性能,。SAIPU  AUTOMATIC

超聲波物位計

　　 傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測介質(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（在條件下回波幅度）比最大噪聲幅度（虛假回波、多徑反射回波等的幅度）,?；夭ㄙ|(zhì)量數(shù)值越大，物位計應(yīng)用效果越好。

超聲波物位計工作頻率及測量性能：傳感器高頻(40-70KHz)工作時,，傳感器的尺寸小,，盲區(qū)小，方向性好,，精度高,，但其聲波衰減快，傳播介質(zhì)（空氣）波動時穿透性差,，測距較小,。傳感器低頻(10-20KHz)工作時，傳感器尺寸大,，盲區(qū)大,，方向性不好，精度低,，其優(yōu)勢是聲波衰減慢,，傳播介質(zhì)（空氣）波動時穿透性較好，測距稍遠,。

超聲波的回波強度主要受以下兩個因素影響：

　?。?傳播介質(zhì)越穩(wěn)定越有利于傳播。

　　超聲波是機械波,。機械波在傳播過程中會受到傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響,。例如：有一池塘水，當(dāng)風(fēng)平浪靜時,， 往池塘中扔一石子就可看到水波紋,，當(dāng)大風(fēng)使池塘水起波浪時，往池塘中扔很大的石頭都難看到水波紋,。引起空氣波動因素很多,，如：粉塵，氣浪,，蒸汽,，料流等都會引起空氣波動，降低回波質(zhì)量,，影響測量效果,。當(dāng)粉塵，氣浪等現(xiàn)象嚴(yán)重時,，建議用低頻超聲波物位計來測量,。

　　2.被測介質(zhì)表面越平整，聲阻抗越大（越硬）越有利于反射回波,。

　　在固體測量時,，被測表面都是不平的，有一定的安息角。在這種條件下的反射波是漫反射波,。由于反射與波長有關(guān),，當(dāng)反射面的線度可與波長相比時或更大時，才能發(fā)生反射,。顯然,，工作頻率越高，其波長越小,，對于較小的物料,，更易于發(fā)生漫反射。例如,，頻率為10KHz的機械波在空氣中的波長是34mm,，大多數(shù)情況下,，物料的線度都不會有這么大,。此外，低頻工作時,，發(fā)射波的開角大,，回波就會很寬。這時測得的數(shù)據(jù)也就不準(zhǔn)了,，有時會差幾百毫米甚至1米或更多,。因此，測量顆粒較小的固體料位,，建議使用高頻超聲波物位計,。

　　 綜上述，考慮現(xiàn)場工況時,，應(yīng)特別注意兩個方面：換能器到被測介質(zhì)間的空氣狀態(tài)和被測介質(zhì)的表面狀態(tài),。

　　 超聲波物位計的選擇：

　　１.換能器

　　生產(chǎn)商給出的最大量程一般是在實驗室條件下才能達到,。實際應(yīng)用時,，選擇量程時，要留有余量,。應(yīng)確保測量距離為儀表最大量程的0.3-0.5倍,。最好有應(yīng)用案例。

　?。?控制表

　　應(yīng)選擇有回波顯示功能的控制表,。由于物位測量工況的不確定性，物位計的工作性能僅用數(shù)字表示是不夠的,?；夭@示是將換能器到被測介質(zhì)之間全過程的回波顯示出來。盲區(qū)附近的波形狀況，真實回波,、虛假回波以及雜散噪聲的幅度,、寬度以及信噪比等有關(guān)測量性能的因素通過回波曲線的形式全面反映出來，使用戶做到一目了然,，心中有數(shù),。

　　 一臺好的超聲波物位計應(yīng)具備的性能：頻率高、發(fā)射波開角?。ǚ较蛐院茫?，換能器諧振好（盲區(qū)小）,，換能器要起振快,，剎車快，諧振頻率準(zhǔn),。全量程回波處理動態(tài)范圍大（100-120dB）,，回波圖形顯示。在多虛假回波的工況下,，回波波形不斷變化時,，物位計應(yīng)能準(zhǔn)確地捕獲真實回波。因此,，物位計的回波　　處理軟件應(yīng)具有良好的算法（是一種物位測量應(yīng)用經(jīng)驗積累的總和）,。

超聲波物位計目前市場價值：由于雷達技術(shù)的普及和發(fā)展以及雷達的技術(shù)特點，在物位測量中,，超聲波物位計有被雷達物位計取代的趨勢,。綜合性價比分析，在液位測量方面,，超聲波物位計還有市場,。

雷達物位計

　　非接觸物位測量中，雷達技術(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,。雷達物位計繼承了超聲波物位計的回波處理技術(shù),。

　　 雷達物位計發(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?！?/span>

　　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,。SAIPU  AUTOMATIC

　　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,。

　　雷達的局限性：1）影響雷達的性能是介電常數(shù),，理論上在真空中雷達衰減極小，當(dāng)空氣中存在對雷達衰減物質(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，會影響雷達波發(fā)射,，嚴(yán)重時雷達波不能發(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影響極小,，但雷達天線是由材料做成,，雷達可適應(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)。

雷達物位計目前已成為市場上的主流產(chǎn)品,，而低頻率雷達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,。與低頻率雷達相比,，高頻雷達有以下優(yōu)點：

　　 1）高頻雷達物位計（主要指26GHz和24GHz）具有能量高，波束角?。ㄒ话?Phi;95的喇叭天線的波束角為8o,，而6GHz低頻脈沖雷達的喇叭天線直徑為Φ246時，波束角為15o）,，天線尺寸小,，精度高等優(yōu)點。

　　 2）26GHz雷達波長11mm,，6GHz雷達波長50mm,，雷達測量散裝料位時，雷達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遠小于50mm,，這就是為什么目前26GHz雷達是散裝料物位測量的*佳選擇,。

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

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

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

目前,，26GHz雷達物位計的價格已與6GHz雷達物位計價格相當(dāng),，這更促進了26GHz雷達物位計的應(yīng)用。 可以預(yù)見,，6GHz雷達物位計*會大大降低,。隨著技術(shù)的進步，我們期待更高頻率（如：90GHz）,、更小開角（如：2°,，3°）、更小體積的雷達物位計的面世,。我們將在此領(lǐng)域中不懈地努力,，將雷達物位

導(dǎo)波雷達物位計——非接觸雷達物位測量的補充

導(dǎo)波雷達物位計發(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,。除有非接觸雷達的特點以外,，導(dǎo)波雷達方向性好，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)波雷達物位計與脈沖（非接觸）雷達物位計相比更具優(yōu)勢。脈沖雷達天線由不銹鋼和PTFE構(gòu)成,，而PTFE最高使用溫度200°,，最高壓力4MP。當(dāng)導(dǎo)波雷達用不銹鋼和陶瓷構(gòu)成時,，最高使用溫度400°,，最高壓力40MP。

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