雷達液位計是一種基于微波雷達技術測量液位的非接觸式儀表,廣泛應用于化工、水利、食品、醫藥等行業的液位監測。其核心原理是通過發射高頻微波信號(通常為 6GHz、26GHz、80GHz 等頻段),信號遇到被測介質表面后反射,儀表接收反射信號并計算傳播時間,進而換算出液位高度(公式:液位 = 雷達到介質表面的距離 = 光速 × 傳播時間 ÷2)。
雷達液位計的分類
根據結構和工作方式,雷達液位計主要分為以下幾類:
按安裝方式:
一體式:天線與主機集成,適合中小型儲罐、容器,安裝便捷。
分體式:天線與主機分離(通過電纜連接),適用于高溫、高壓或空間受限的場景,主機可安裝在遠離惡劣環境的位置。
按天線類型:
喇叭天線:通用性強,適合大多數常溫、常壓場景,波束角較大(通常 8°-20°),價格相對低廉。
拋物面天線:波束角小(1°-3°),適合長距離測量(可達 100 米以上)或易產生干擾的復雜工況(如粉塵、蒸汽較多的環境)。
棒狀 / 桿式天線:適合小口徑容器或有攪拌、泡沫的場景,抗掛料能力較強。
按測量原理:
脈沖雷達液位計:發射短脈沖微波,通過測量脈沖往返時間計算液位,適合中低精度測量(誤差 ±5mm 以內),應用廣泛。
調頻連續波(FMCW)雷達液位計:發射頻率線性變化的連續微波,通過測量發射與反射信號的頻率差計算液位,精度更高(誤差 ±1mm 以內),適合高精度要求的場景(如計量罐)。
關鍵性能參數
測量范圍:常規型號覆蓋 0.1-30 米,特殊型號可達 0-100 米以上,需根據儲罐深度選擇。
精度與分辨率:脈沖雷達通常為 ±5mm,FMCW 雷達可達 ±1mm;分辨率多為 0.1mm,確保細微液位變化可被捕捉。
工作環境適應性:
溫度:常規 - 40℃~150℃,高溫型號可耐 300℃以上(需配冷卻裝置)。
壓力:常壓到高壓(如 40bar),需根據儲罐工作壓力選擇。
防護等級:天線部分需達到 IP67 或 IP68,適應潮濕、多塵環境;防爆型(如 Ex d II CT6)可用于易燃易爆場合。
抗干擾能力:需具備抗粉塵、蒸汽、泡沫、攪拌器干擾的能力,部分型號通過算法優化(如虛假回波抑制)減少誤測。
選型注意事項
介質特性:
導電性介質(如污水、酸堿液)反射信號強,適合大多數雷達;非導電性介質(如原油、酒精)需選擇高頻雷達(如 80GHz),提升信號反射效率。
有泡沫、揮發物或劇烈攪拌的場景,優先選拋物面天線或高頻雷達,減少信號衰減。
安裝條件:
避開進料口、攪拌器等干擾源,天線與罐壁距離建議≥300mm,避免罐壁回波干擾。
小口徑容器(直徑<1 米)選擇棒狀天線,避免波束角覆蓋罐壁。
輸出與通信:支持 4-20mA 模擬量、HART 協議,部分型號帶 RS485、PROFINET 等數字通信,可接入 PLC 或控制系統實現遠程監控。
應用場景舉例
化工儲罐:測量酸堿、溶劑等腐蝕性介質,需選防腐天線(如 PTFE、哈氏合金材質)。
水利工程:監測水庫、河道液位,多選用拋物面天線的雷達,抗風雨干擾能力強。
食品行業:測量醬料、飲料液位,要求天線衛生級(如 316L 不銹鋼),易清潔。
相比超聲波液位計,雷達液位計受溫度、濕度、氣體成分影響更小,在惡劣環境下更可靠,但成本也相對較高。選型時需結合具體工況的精度要求、環境條件和預算綜合判斷。
雷達液位計的分類
根據結構和工作方式,雷達液位計主要分為以下幾類:
按安裝方式:
一體式:天線與主機集成,適合中小型儲罐、容器,安裝便捷。
分體式:天線與主機分離(通過電纜連接),適用于高溫、高壓或空間受限的場景,主機可安裝在遠離惡劣環境的位置。
按天線類型:
喇叭天線:通用性強,適合大多數常溫、常壓場景,波束角較大(通常 8°-20°),價格相對低廉。
拋物面天線:波束角小(1°-3°),適合長距離測量(可達 100 米以上)或易產生干擾的復雜工況(如粉塵、蒸汽較多的環境)。
棒狀 / 桿式天線:適合小口徑容器或有攪拌、泡沫的場景,抗掛料能力較強。
按測量原理:
脈沖雷達液位計:發射短脈沖微波,通過測量脈沖往返時間計算液位,適合中低精度測量(誤差 ±5mm 以內),應用廣泛。
調頻連續波(FMCW)雷達液位計:發射頻率線性變化的連續微波,通過測量發射與反射信號的頻率差計算液位,精度更高(誤差 ±1mm 以內),適合高精度要求的場景(如計量罐)。
關鍵性能參數
測量范圍:常規型號覆蓋 0.1-30 米,特殊型號可達 0-100 米以上,需根據儲罐深度選擇。
精度與分辨率:脈沖雷達通常為 ±5mm,FMCW 雷達可達 ±1mm;分辨率多為 0.1mm,確保細微液位變化可被捕捉。
工作環境適應性:
溫度:常規 - 40℃~150℃,高溫型號可耐 300℃以上(需配冷卻裝置)。
壓力:常壓到高壓(如 40bar),需根據儲罐工作壓力選擇。
防護等級:天線部分需達到 IP67 或 IP68,適應潮濕、多塵環境;防爆型(如 Ex d II CT6)可用于易燃易爆場合。
抗干擾能力:需具備抗粉塵、蒸汽、泡沫、攪拌器干擾的能力,部分型號通過算法優化(如虛假回波抑制)減少誤測。
選型注意事項
介質特性:
導電性介質(如污水、酸堿液)反射信號強,適合大多數雷達;非導電性介質(如原油、酒精)需選擇高頻雷達(如 80GHz),提升信號反射效率。
有泡沫、揮發物或劇烈攪拌的場景,優先選拋物面天線或高頻雷達,減少信號衰減。
安裝條件:
避開進料口、攪拌器等干擾源,天線與罐壁距離建議≥300mm,避免罐壁回波干擾。
小口徑容器(直徑<1 米)選擇棒狀天線,避免波束角覆蓋罐壁。
輸出與通信:支持 4-20mA 模擬量、HART 協議,部分型號帶 RS485、PROFINET 等數字通信,可接入 PLC 或控制系統實現遠程監控。
應用場景舉例
化工儲罐:測量酸堿、溶劑等腐蝕性介質,需選防腐天線(如 PTFE、哈氏合金材質)。
水利工程:監測水庫、河道液位,多選用拋物面天線的雷達,抗風雨干擾能力強。
食品行業:測量醬料、飲料液位,要求天線衛生級(如 316L 不銹鋼),易清潔。
相比超聲波液位計,雷達液位計受溫度、濕度、氣體成分影響更小,在惡劣環境下更可靠,但成本也相對較高。選型時需結合具體工況的精度要求、環境條件和預算綜合判斷。