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智能雷达液位计原理与结构

时间:2022-02-19 11:56:03 点击:701次

智能雷达液位计在大型储罐中的应用优势主要体现在安全节能、适用范围广及准确度高等方面。大型储罐体积庞大,通常安置在室外,因此对液位测量仪表的安装和性能有较高要求。智能雷达液位计是一种采用微波测量技术的非接触式液位测量仪表,在大型储罐的贸易计量中使用广泛。
1.png1、智能雷达液位计原理
智能雷达液位计是大型储罐中液位测量的核心传感器,采用发射-反射-接收的工作模式。智能雷达液位计采用通过发射FMCW(调频连续波)信号并接收相应的回波,处理后获得距离与速度信息的原理。发射信号通过天线向外辐射,同时作为混频器的基准信号解调回波信号,测量信号频率差,依据差值与到液体表面的距离成比例从而计算出液位值。雷达波形与测距原理如图1所示。
智能雷达液位计由收发模块、电源模块、天线、信号处理模块及显示模块等单元组成。收发模块产生FMCW信号,经环行器至天线向外辐射,回波信号由天线接收,经环行器送到接收通道,对回波信号进行谐波混频、放大、滤波,产生差频信号,将包含距离信息的信号经过A/D转换成数字信号,送往信号处理模块,信号经傅里叶变换、检测处理等后,得到高精度的液位数据,通过现场总线送到显示单元和上位机。智能雷达液位计数据处理流程如图2所示。
2.png2、智能雷达液位计结构
雷达液位计的结构和工艺工况有很大关系,选型时需综合考虑介质的腐蚀性、粘稠性、结晶特性、冷凝特性及挥发特性等。雷达液位计主要由电子控制单元和天线构成,无可动部分,不存在机械磨损。用于贸易计量时,需采用高精度、高稳定性的智能雷达液位计。智能雷达液位计的结构关键是天线,其天线一般有以下4种:
a. 喇叭天线,适用于大部分罐区,安装在罐顶或导波管上,聚焦特性好,测量范围大;
b. 导波管阵列天线,安装在导波管内,适用于外浮顶的原油储罐或内浮顶的成品油/化工品储罐;
c. 抛物面天线,适用于固定顶储罐,粘稠和严重凝结的产品,可用于沥青、液态硫磺等恶劣的工况;
d. LPG/LNG天线,适用于LPG/LNG储罐,测量加压或低温液化气的液位。

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