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淺談雷達(dá)液位計(jì)天線和介電常數(shù)

更新時(shí)間:2021-11-18      點(diǎn)擊次數(shù):1895

雷達(dá)液位計(jì)天線型式

天線是雷達(dá)液位計(jì)測量液位的重要部件,雷達(dá)液位計(jì)選型主要在于選擇合適的天線型式。常用的非接觸式雷達(dá)液位計(jì)天線型式主要有以下3種:喇叭口天線、拋物面天線和平面天線。

 

喇叭口天線采用點(diǎn)源發(fā)射方式,雷達(dá)波為發(fā)散的球面波,主要用于不需要設(shè)置導(dǎo)波管的拱頂罐的液位測量。由于整個(gè)喇叭口天線處于儲(chǔ)罐中,并且有幾乎與罐環(huán)境相同的溫度,所以可以防止在天線內(nèi)發(fā)生冷凝。

 

拋物面天線同樣采用點(diǎn)源發(fā)射方式,雷達(dá)波為發(fā)散的球面波,允許近罐壁安裝。通常用于拱頂罐,介質(zhì)主要為蠟油、渣油、瀝青等粘稠及易冷凝的高溫油品,儲(chǔ)罐底部都設(shè)有加熱蒸汽盤管。由于罐內(nèi)高溫(200℃左右)產(chǎn)生蒸汽使得在雷達(dá)天線部位極易形成凝結(jié)水和出現(xiàn)掛料現(xiàn)象,影響雷達(dá)液位計(jì)的準(zhǔn)確測量,而拋物面天線雷達(dá)液位計(jì)的滴水型設(shè)計(jì)有效地防止了冷凝和掛料現(xiàn)象的出現(xiàn)。而且,拋物面天線波束窄,使雷達(dá)波能量更集中,聚焦性好,能夠保證較高的測量精度。

 

平面天線技術(shù)(又叫陣列天線技術(shù))采用多源發(fā)射方式,與單點(diǎn)發(fā)射源相比,由于其測量基于一個(gè)平面,而不是一個(gè)確定的點(diǎn),因而發(fā)射出的雷達(dá)波為平面螺旋波。主要用于安裝有導(dǎo)波管的內(nèi)(外)浮頂罐的液位測量。平面天線發(fā)射的雷達(dá)波具有波束窄、能量集中的特點(diǎn),所以與導(dǎo)波管管壁接觸部分能量很小,受導(dǎo)波管內(nèi)壁粗糙程度的影響也很小,對(duì)于油品掛壁對(duì)測量的影響小。

 

介電常數(shù)對(duì)雷達(dá)液位計(jì)選型的影響

雷達(dá)波到達(dá)液位表面被反射時(shí),雷達(dá)波會(huì)被吸收而發(fā)生衰減,當(dāng)衰減過多時(shí),雷達(dá)液位計(jì)接收不到足夠的信號(hào),導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確,這就是被測介質(zhì)的介電常數(shù)對(duì)雷達(dá)液位計(jì)的測量所產(chǎn)生的影響。

各種油品介質(zhì)的介電常數(shù)如表1所示。為了克服介電常數(shù)的影響,提高反射波能量,對(duì)于使用內(nèi)(外)浮頂罐的介質(zhì),對(duì)于汽油、煤油等相對(duì)介電常數(shù)較小的介質(zhì)必須使用導(dǎo)波管。而對(duì)于液化氣球罐的液位測量,一方面液化氣的介電常數(shù)較低,對(duì)雷達(dá)波的反射能力很弱;另一方面液化氣氣相組分會(huì)吸收部分雷達(dá)波造成信號(hào)衰減嚴(yán)重,影響雷達(dá)液位計(jì)的準(zhǔn)確測量。

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