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雷达物位计常见天线的种类及选型

时间:2022-07-29      阅读:1636

上海自动化仪表有限公司生产各类物位液位仪表,主要有雷达物位计、超声波液位计、磁翻板液位计、射频导纳物位计、浮球液位计、液位控制器、音叉开关、阻旋式料位控制器等产品,种类齐全、*。

雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲,这个脉冲以光速在空间传播,遇到被测介质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比,从而计算出天线到被测介质表面的距离。

雷达物位计常见天线分为以下几种类及选型:

1、棒式天线

绝缘棒天线通常用聚四氟乙烯、聚丙烯等高分子材料制成,耐腐蚀性能较好,可用于强酸、碱等介质。但微波发射角较大(约30°),并且边瓣较多,对于罐内结构较复杂的情况,干扰回波会较多,信噪比小,精度较低。但易于清洗,常用于测量运行条件较好、口径较大、测量范围小的槽罐和腐蚀性介质。如果被测介质易挥发冷凝,选择棒形天线或水滴型天线;如上海自动化仪表生产的雷达物位计,适合于测量腐蚀性介质,工作压力可达1.6MPa,被测介质温度可达200℃。


2、喇叭口天线

锥形喇叭天线的发射角与喇叭直径及频率见表1。

在同频率下,喇叭直径越大,发射角越小,如果是高频雷达料位计,发射角就更小,准确度更高。如嘉可自动化仪表的JKRD型雷达物位计,测量精度可达±1mm。许多缓冲罐、储罐、反应罐等都选用这类天线,但这类天线不适用于腐蚀性介质的测量。大多数经济型雷达物位计都采用5.8GHz或6.3GHz的微波频率,其发射角较大,容易在容器壁或内部构件上产生干扰回波。虽然喇叭天线增大可以减小发射角,但体积增大,安装不便,而且改善有限。采用高频率的雷达,如上海自动化仪表的DR (26GHz)雷达物位计,发射角可以到8°,这样即使在测量狭长的料罐物位时,也能有较高的测量精度。如果用于大量程的测量场所选大喇叭口天线雷达物位计,小的喇叭天线则适用于小型容器。如果被测介质流动性较差并有挂料现象,那么选择喇叭或棒状雷达物位计。

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3、抛物面天线

这是最近推出的天线,多用在高频发射的雷达,由于其发射角只有7°,非常适合测量精确目标和饶过障碍物进行测量。但其天线尺寸大,如果用X波段,直径达Φ454mm,开孔尺寸要大于500mm,安装使用不太方便。

4、平面天线

平面天线采用平面阵列技术,即多点发射源,与单点发射源相比,由于测量其于一个平面,而不是一个确定的点,配合相应电子线路,可使雷达物位计的测量精度达±1mm,可用于储罐精密计量,主要用于计量级雷达物位计。平面天线适用于多种工况。

5、套管天线

当介电常数较小(1.6~3)或液面产生持续涡流或容器内装置造成假反射时,应选这类仪表。套管对雷达波有聚焦作用,天线装在导波管中或旁路管中。套管内径大小对雷达波传播时间产生影响,所以在参数设置时,应设置套管内径参数,对行程内时间进行补偿。另外,这类天线要求被测介质流动性好,不易挂料。如果被测容器带有搅拌叶桨,并且叶桨的旋转半径几乎和罐的直径相等,那么雷达液位计的回波将会受到严重干扰,这时选用导波管式雷达液位计。

6、导波雷达天线

通过导波金属或缆绳收发电磁波,属接触测量。由于它对粉尘、蒸汽、导波杆上粘附介质等影响较小,所以更广泛地应用在固体料位和介电常数很小的液位测量。双缆式导波雷达液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的,两电极间的介质即为液体及其上面的气体,适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量,根本上解决温度、湿度、压力、物质的导电性等因素对测量过程的影响,因而具有的抗干扰性和可靠性。同轴管式雷达液位计加装同轴管式探头的导波雷达物位计,应用于介电常数较低的或表面波动液体的液位测量和控制;如果被测物料的介电常数太低,一般类型的雷达物位计都不适合。



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