直径为42m 的沉降槽是我厂氧化铝拜耳法生产工艺流程中的一个重要设备。由于其直径巨大，液位控制要求非常准确才能满足各项工艺技术指标要求， 因此， 对其液位测量的度提出很高的要求。沉降槽内介质的工况比较复杂，环境温度高，蒸汽密度大，腐蚀性强，结疤现象严重，加之介质密度不恒定，导致传统的仪表（如吹气式液位计和超声波液位计）无法正常测量。直到采用了江苏久久仪表有限公司生产的型号为FMR23 l的雷达液位计， 又称微波物位测量仪， 问题才得到较好的解决。本文将详细介绍雷达液位计的原理、

特点及应用。

l 雷达液位计的原理

1．1雷达液位计的构成

雷达液位计是一种“俯视式”时间行程测量系统， 所采用的是非接触式模式，测量由传感器探头到介质表面的距离， 不同的距离对应不同的液位。它主要由电源、天线、收发收装置、信号处理器、操作面版、显示、报警等几部分组成。

1．2 雷达液位计的工作原理

发射一反射一接收是雷达液位计的基本工作原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射zui小为5．8GHz的雷达信号， 发射波在被测物料表面产生反射， 反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后，得出介质与探头之间的距离， 送终端显示器进行显示、报警、操作等。微波测距示意图如图2。图中：E为

空槽（罐）的高度；F 为满槽（罐）的高度：D为探头至介质表面的距离；L为实际物位。

 

雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与探头到介质表面的距离D 成正比， 即：

D=ct／2

式中：t为脉冲从发射到接收的时间间隔；C为波形传播速度。因空槽距离 已知，故实际物位的距离三为：

L=E-D

式中：E的基准点是过程连接的底部。

一束雷达波的发射时间为lns，每隔277ns天线系统发射一束脉冲信号，脉冲波束的频率为3、6MHz。

在发射的时问间隔里， 天线系统作为接收装置使用。仪表分析、处理运行时问小于十亿分之一秒的回波信号， 并在瞬间进行分析处理。

雷达传感器利用特殊的时间间隔调整技术将3 600000／s回波信号进行放大 定位，然后进行分析处理， 因此雷达传感器可以在0．1s内分析处理这些被放大的回波信号， 而无须像其它雷达测量技术（如FMCW）那样，要花费很多时间来分析频率。

2 雷达液位计的特点

雷达液位计zui大的特点是在恶劣条件下功效显著。无论是有毒介质、腐蚀性介质， 还是固体、液体或粉尘性、浆状介质，它都可以进行测量。探头几乎不受温度、压力、气体等因素的影响（500℃时影响仅为0．018％，50bar时为0．8％）。

在测量方面，具有以下特点：（1）连续准确地测量。（2）对干扰回波具有抑制功能。（3）准确安全， 节省能源。微波几乎不受干扰，在真空、受压状态下都可进行测量， 而且极其准确安全， 可靠性强，在实际应用中， 雷达液位计的发射功率特别小， 通过金属容器外壁就可将雷达信号*屏蔽。雷达液位计所采用材料的化学性、机械性都相当稳定， 且材料可以循环利用，环保功效。（4）无需维修且可靠性强。雷达液位计的测量部分无可动部件， 且没有磨损，与测量介质不直接接触，几乎可以被应用于各种场合。由于材料的使用， 对情况极其复杂的化学、物理条件都很耐用，可以提供准确可靠、长期稳定的模拟量或数字量的物位信号，且输出信号在任何时间都可重复。（5）维护方便，操作简单。雷达液位计具有故障报警及自诊断功能。根据操作显示模块Vu3 30提示的错误代码分析故障， 及时确定故障予以排除，使维护校正更加方便、准确，保障仪表的正常运行。（6）适用范围广， 几乎可以测量所有介质。从槽罐体的形状来说， 雷达液位计可以对球罐、卧罐、柱形罐、圆柱椎体罐等的液位进行测量；从罐体功能来说，可以对储罐、缓冲罐、微波管、旁通管中的液位进行测量；从被测介质来说，可以对液体、颗粒、料浆等进行测量。

    雷达信号是一种特殊形式的电磁波， 其物理性能与可见光相似。雷达信号能否被反射，取决于2个因素：被测介质的导电性及被测介质的介电常数。所有导电的介质都能很好地反射雷达信号，其传感器可以测量所有介电常数大于1．5的介质（空气的介电常数=1）。介质的导电性越好， 或介电常数越大， 回波信号的反射效果越好。即使介质的导电性不是很好，也能被准确测量。

3 雷达液位计的应用

3．1安装注意事项

（1）天线应平行于测量槽壁，以利于微波的传播。

（2）安装位置距槽壁距离应大于30cm， 以免将槽壁上的虚假信号误做回波信号。但也不能装在中心位置， 以避免产生相干波，影响测量结果。

（3）尽量避开下料区、搅拌器等干扰源， 使波束范围内无固定物，提高信号的可信度。

（4）接管直径应小于或等于屏蔽管长度（100mm或250mm）。

3．3参数设定

VU330上有+、-、V、H4个键可以很方便地进行参数设定。取V0H1=空槽参数E（6.2m）；VoH2=满槽参数F （5．8m）。其技术选择参数A有4个范围，在V H 中进行选择：O：0～7m，适用于液位变化缓慢的槽子；l：0～1．5m， 适用于液位变化较快的小槽子：2：0～7m， <l 0，适用于非导电介质（如汽油）的液位测量；3：0—20m，适用于在大型储料罐应用。根据沉降槽的实际情况， 选取A=0。在V H，中选择测量单位m，设定即告完毕， 回到V H 状态即可进行测量。

4 结束语

通过上述分析可知， 雷达液位计在性能上有着其它物位计不可比拟的优势。能为生产的正常运行提供可靠的保证。其在我厂的成功应用， 解决了物位测量这一棘手问题，应用前景非常广阔。