雷達液位計的選擇及常見液位測量問題的解決

簡要介紹了油罐內(nèi)各種產(chǎn)品水平的現(xiàn)代測量方法。比較了不同的雷達液位計改造方案在解決普通液位計測量問題中的應用。本文允許液位計的用戶熟練地處理選擇所需的設(shè)備模型的問題。

1. 介紹
    現(xiàn)代高科技的進步產(chǎn)生了測量液位的先進工具。我們指的是一種便攜式密封裝置，不需要移動機械部件，可以安裝在容器外部;該設(shè)備產(chǎn)生的隱形無線電波束輻射功率比手機小幾倍。光束無阻礙地進入容器，穿透容器內(nèi)部空間，到達產(chǎn)品表面(液體或自由流動的物質(zhì))。經(jīng)過一定的時間(取決于雷達液位計與產(chǎn)品之間的距離，以及無線電波的傳播速度)，波束返回到輻射點。隨后，雷達液位計高性能信令處理器將上述時間轉(zhuǎn)換為液位計與產(chǎn)品之間的距離�？紤]到油箱的高度，處理器較終計算出油箱內(nèi)產(chǎn)品的對應電平。
    基于雷達的液位測量方法相對于基于接觸的液位測量方法(浮式、浮標式、磁致伸縮裝置等)具有明顯的優(yōu)勢，并得到了廣泛的討論。
    與超聲方法相比，基于雷達的方法也具有明顯的優(yōu)點。在雷達液位計的計算中，涉及到坦克環(huán)境中無線電波的傳播速度。超聲波的傳播速度在超聲液位計中起著類似的作用。與無線電波的傳播速度相比，無線電波的傳播速度在很大程度上取決于壓力、溫度、大氣成分、蒸汽和灰塵的存在以及槽大氣的其他參數(shù)。這些參數(shù)的變化在很大范圍內(nèi)改變了超聲波的傳播速度，是工業(yè)過程(IP)的典型特征。因此，對比這些方法，我們可以推斷雷達液位計(原則上)比超聲波液位計更精確。
    考慮到上述明顯的優(yōu)點，雷達液位計似乎只是簡單地安裝在油箱上，僅此而已。然而，問題在于現(xiàn)在市場上有幾十種不同的雷達液位計;每種型號都有特定的特點和價格。液位計的工作原理在許多場合中都有詳細的介紹，例如在[1]中。
    本文旨在針對具體任務，輔助雷達液位計的優(yōu)化選擇。

使用雷達液位計進行液位測量
2. 輻射頻率是雷達液位計的一個重要特性
    輻射頻率是雷達液位計的一個重要參數(shù)，它決定了雷達液位計的潛在性能。考慮到此頻率對雷達液位計特性的影響，可與汽車內(nèi)燃機進行類比;特別是發(fā)動機的體積越大，輸出的功率和力矩越大(當然，汽車的動態(tài)特性和速度能力也就越好)。
    雷達液位計輻射頻率也存在類似情況。
    今天的市場以6-95 GHz頻率范圍內(nèi)工作的雷達液位計為代表。這些器件包括不同的天線，具有一定的設(shè)計特點，采用多種方法進行信號處理;但是，它們都符合以下功能規(guī)則。天線的尺寸、測量光束的寬度和輻射頻率是嚴格耦合的。值得注意的是，[2]中給出的公式暗示

ϕ是梁的寬度(在◦);D為天線直徑(孔徑)(cm)， f為輻射頻率(GHz)。
    換句話說，輻射頻率越高，產(chǎn)生相同寬度的無線電波束所需的天線尺寸就越小。
    例1。采用輻射4◦梁涉及液位計在95 GHz的頻率操作,每個人都應該利用天線的直徑大約80毫米(在10 GHz液位計不同,天線直徑700毫米的需要)。差別似乎很明顯。窄波束與天線緊湊的尺寸相結(jié)合，首先可以提高測量精度，其次可以簡化液位計的安裝和操作。
然而，10年前，某知名知名外資公司(從事10 ghz頻率雷達液位計制造)的專家在科普刊物上證明，上述頻率在雷達液位計設(shè)計中是較優(yōu)的。他們還證明，由于高頻無線電波傳播不良造成的輔助誤差，進一步增加頻率是不現(xiàn)實的。應該強調(diào)的是，這種觀點并不是該公司開發(fā)和投放市場26 ghz雷達液位計的障礙。
    LIMAKO公司(俄羅斯)提供10-94 GHz頻率范圍內(nèi)的液位計。在液位計制造的15年里，高頻液位計從來沒有比低頻液位計沒有優(yōu)勢的例子。然而，就像汽車發(fā)動機的情況一樣，人們必須為這種樂趣付出代價。同一供應商的高頻液位計總是比低頻液位計貴。原因在于頻率的增加意味著SHF元件成本的增加，以及SHF單元制造和設(shè)計成本的增加。
    讀者的注意力應集中在以下事實上:所述關(guān)于高頻優(yōu)點的討論與在出口(測深)管道上操作的雷達液位計無關(guān)，例如帶有浮橋或浮頂?shù)挠凸�。我們將在后續(xù)文章中介紹這些液位計的具體功能。