雷達液位計如何正確選型

雷達液位計的選型需要彙總考慮測量介質特性、工況條件、安裝環境等多方面因素，以確保測量精度和設備穩定性。以下是正確選型的詳細指南：

一、明確測量介質特性

1. 介質物理狀態

• 液體：常見如水、油、化工溶液等，需關註是否具有腐蝕性、粘稠性（如糖漿、油墨）、易結晶（如濃堿液）或易揮發（如酒精、汽油）等特性。

• 例：強腐蝕性介質（如硫酸）需選擇防腐型天線（如 PTFE 材質）。

• 固體顆粒 / 粉末：如水泥、煤粉、谷物等，需考慮堆積角度、顆粒大小及揚塵情況。

• 例：高揚塵工況（如水泥罐）需選用高頻雷達（如 76GHz），減少粉塵幹擾。

2. 介質介電常數（εr）

• 介電常數決定雷達波反射強度：

• 高介電常數（εr＞10）：如水、電解質溶液，可選低頻雷達（如 5.8GHz），測量範圍較廣。

• 低介電常數（εr＜10）：如石油、有機溶劑、固體粉末，需選高頻雷達（如 26GHz 或 76GHz），提高反射信號強度。

• 例：測量柴油（εr≈2.3）需用 26GHz 雷達，確保回波清晰。

3. 介質表面狀態

• 平靜液面：普通雷達即可滿足需求。

• 波動液面（如攪拌罐、變化容器）：需選擇抗幹擾能力強的型號，或搭配導波管安裝。

• 泡沫覆盖：高頻雷達（如 76GHz）可穿透薄泡沫，厚泡沫需選用導波雷達（時域反射原理）。

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二、分析工況與環境條件

1. 測量範圍與容器結構

• 量程：根據容器高度選擇雷達量程，需預留 10%~20% 余量（如容器高 10 米，選量程 12 米的型號）。

• 容器類型：

• 敞口罐 / 槽：需考慮環境粉塵、蒸汽影響，可選防塵天線或吹掃裝置。

• 密閉罐：註意罐內壓力、溫度及是否有障礙物（如攪拌桨、內浮頂），障礙物需通過雷達軟件設置屏蔽。

• 球形罐 / 拱頂罐：需選擇能適應曲面反射的天線（如拋物面天線），並校準安裝位置。

2. 溫度與壓力

• 溫度：

• 普通型雷達：-40℃~120℃（適用於常溫工況）。

• 高溫型雷達：需選耐溫天線（如不銹鋼喇叭天線，耐溫可達 250℃以上），或搭配冷卻吹掃裝置（如高溫蒸汽罐）。

• 壓力：

• 常壓或低壓（＜0.1MPa）：普通法蘭安裝即可。

• 高壓（≥0.1MPa）：需選高壓密封型雷達（如焊接式法蘭，耐壓等級 PN16 以上）。

3. 環境幹擾因素

• 蒸汽 / 霧氣：低頻雷達（5.8GHz）易受水汽衰減，高頻雷達（26GHz/76GHz）抗蒸汽能力更強。

• 電磁幹擾：工業現場如有強電磁設備（如變頻器、電機），需選屏蔽性好的雷達，並做好接地。

• 振動：振動環境（如壓縮機附近）需固定雷達安裝支架，避免天線晃動影響測量。

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三、確定安裝與接口要求

1. 安裝方式

• 頂部安裝：*常見，需註意：

• 避開進料口、攪拌桨，距離罐壁≥200mm（避免壁面反射幹擾）。

• 導波雷達需確保導波桿垂直，避免彎曲。

• 側部安裝：適用於臥式罐或液位變化範圍小的場景，需用側裝式天線（如平面天線）。

• 旁通管安裝：針對強腐蝕、易結晶介質，將雷達安裝在旁通管上，避免直接接觸介質。

2. 接口規格

• 法蘭規格：根據容器壓力選擇 DN50~DN200 法蘭（如 PN10、PN16），防腐介質需選襯氟或不銹鋼法蘭。

• 螺紋接口：適用於小口徑管道（如 DN25），但需註意密封性能（如 PTFE 墊片）。

3. 天線類型

• 喇叭天線：適用於中低介電常數介質，抗粉塵能力強，常用於固體測量。

• 拋物面天線：聚焦能力強，適用於大跨度容器（如儲罐），測量距離遠。

• 平面天線：體積小，適合安裝空間受限的場景（如管道、小型儲罐）。

• 導波桿 / 導波纜：用於低介電常數液體或易波動液面，引導雷達波直達介質表面，抗幹擾能力強。

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四、性能與通信需求

1. 測量精度與盲區

• 精度要求：

• 常規工業場景：±1mm~±5mm（如化工儲罐）。

• 高精度場景（如計量罐）：需選精度 ±0.5mm 以內的型號，搭配溫度補償性能。

• 盲區範圍：雷達近場無法測量的區域，需確保量程覆盖盲區外的液位範圍（如盲區 0.3 米，容器*低液位需＞0.3 米）。

2. 通信協議與輸出

• 模擬量輸出：4~20mA 電流信號（*常用），需搭配 HART 協議達成智能通信。

• 數字通信：RS485、Modbus、Profibus 等，適用於自動化控製系統集成。

• 顯示與調試：帶本地 LCD 顯示屏和按鍵，或幫助藍牙、USB 調試（如通過通話 APP 配置參數）。

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五、工業應用實例參考

六、選型註意事項

1. 避免過度選型：無需盲目追求高頻雷達，根據介電常數和工況選擇性價比*優的型號。

2. 驗證兼容性：向供應商供應介質 MSDS（安全數據表），確認天線材質（如 PTFE、316L 不銹鋼）與介質兼容。

3. 考慮維持成本：導波雷達需定期清理導波桿（易掛料），非接觸式雷達（如高頻天線）維持量更低。

4. 防爆認證：危險區域（如化工防爆區）需選 Ex 防爆認證的雷達（如 Ex d IIC T6）。

通過以上維度彙總評估，可確保雷達液位計在實際應用中穩定可靠，同時降低安裝與維持成本。如有特殊工況（如極端溫度、強腐蝕），建議與供應商技藝團隊溝通，供應定製化解決方案。