雷達(dá)液位計(jì)工作原理

探界科技

一、核心工作過程

• 信號(hào)發(fā)射
  • 雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射高頻電磁波脈沖（脈沖寬度通常為納秒級(jí)），這些電磁波以光速（約3×10? m/s）向液面?zhèn)鞑ァ?li>頻率范圍：通常為6 GHz至80 GHz，高頻信號(hào)（如26 GHz、80 GHz）具有更窄的波束角（如8°），可減少容器內(nèi)障礙物（如攪拌器、罐壁）的干擾。
    
• 信號(hào)反射
  • 電磁波到達(dá)液面后，部分能量被反射回天線，反射強(qiáng)度取決于液體的介電常數(shù)（介電常數(shù)越高，反射越強(qiáng)）。
  • 剩余能量可能穿透液面或被容器內(nèi)其他物體反射，形成干擾信號(hào)。
    
• 信號(hào)接收與處理
  • 接收器捕獲反射波，并通過濾波、放大等處理提取有效信號(hào)。
  • 微處理器分析反射波的時(shí)間延遲（即電磁波往返時(shí)間 t），結(jié)合預(yù)設(shè)的空罐高度（零點(diǎn)）和滿罐高度（量程），計(jì)算液位高度 h：
    
    
  
  

h=2c?t?

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其中，$ c $ 為光速，$ \frac{t}{2} $ 表示電磁波單程傳播時(shí)間。

4. 輸出結(jié)果

• 液位高度通過模擬信號(hào)（4-20 mA）或數(shù)字信號(hào)（HART、Profibus、Modbus）輸出至控制系統(tǒng)。
• 部分型號(hào)配備本地顯示屏，實(shí)時(shí)顯示液位、溫度等參數(shù)。
  

二、關(guān)鍵技術(shù)特性

• 非接觸式測(cè)量
  • 電磁波無需與液體接觸，適用于高溫、高壓、腐蝕性或粘稠性介質(zhì)（如石油、化工原料、酸堿溶液）。
    
• 高精度與穩(wěn)定性
  • 高頻信號(hào)和窄波束角確保測(cè)量精度（通常為±1 mm至±5 mm）。
  • 溫度補(bǔ)償和自動(dòng)校準(zhǔn)功能減少環(huán)境因素（如溫度、壓力變化）的影響。
    
• 抗干擾能力
  • 采用回波曲線分析、虛假回波抑制算法，排除攪拌器、進(jìn)料口等干擾信號(hào)的影響。
  • 支持導(dǎo)波管或旁通管安裝，進(jìn)一步減少干擾（如蒸汽、泡沫）。
    
  
  

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 石油化工
  • 儲(chǔ)罐、反應(yīng)釜的液位監(jiān)測(cè)，確保化工原料及成品的儲(chǔ)存和輸入輸出得到準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。
    
• 食品飲料
  • 衛(wèi)生型設(shè)計(jì)，適用于食品級(jí)介質(zhì)（如牛奶、果汁）的儲(chǔ)存罐及輸送管路的液位監(jiān)測(cè)。
    
• 水處理
  • 污水、原水的液位測(cè)量，支持污水處理廠的自動(dòng)化控制。
    
• 制藥行業(yè)
  • 符合GMP要求的潔凈環(huán)境測(cè)量，確保藥品生產(chǎn)過程的液位控制。
    
• 其他領(lǐng)域
  • 包括紡織、造紙、印刷、汽車制造等，均需高精度液位監(jiān)測(cè)的場(chǎng)景。