浙江KYTRD800雷达液位计

　　高精度测量中的信号处理技术

　　现代雷达物位计采用FMCW（调频连续波）技术，频率线性度达±0.01%，分辨率比脉冲式提高10倍。先进的回波处理算法能有效抑制虚假回波，如:动态阈值跟踪技术自动过滤固定干扰；多回波分析系统可识别并排除搅拌器反射。80GHz雷达的采样速率达100Hz，完全满足快速料位变化场景。某煤炭码头应用案例表明，结合卡尔曼滤波算法后，装船过程中的测量波动从±50mm降至±5mm。部分高端型号已实现0.05%FS的线性度，满足贸易交接级计量要求。

　　雷达物位计是物位仪表一种常用产品类型，具有测量、性能稳定、性高、维护简便、适用范围广等优点。可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行测量，适用于粉尘、温度、压力变化大、有惰性气体及蒸汽存在的场合。那么，雷达物位计的种类和应用具体有哪些呢？

　　一、产品分类

　　按工作方式划分，雷达物位计可分为接触式雷达物位计和非接触式雷达物位计，具体如下:

　　1．非接触式（射空雷达） 雷达物位计

　　非接触式雷达物位计常用喇叭或杆式天线来发射与接收微波，仪表安装在料仓顶部，不与被测介质接触，微波在料仓上部空间传播与返回。

　　非接触式雷达物位计，按照微波的波形又可分为脉冲雷达物位计和调频连续波雷达物位计。

　　2．接触式雷达物位计

　　接触式雷达物位计一般采用金属波导体（杆或钢缆）来传导微波，仪表从仓顶安装，导波直达仓底，发射的微波沿波导体外部向下传播，在到达物料面时被反射，沿波导体返回发射器被接收。

　　这种可以通过导波线或导波杆直接接触所测物料来测量的接触式雷达物位计，主要是导波雷达物位计，根据其采用的金属波导体不同，又可进一步细分为:缆式（单/双）、杆式（单/双）和同轴导波雷达物位计。

　　相比接触式雷达物位计，非接触式雷达物位计具有安装简单、维护量少、使用方式灵活、不受仓内粉尘、温度等因素的影响等优点，是近年来发展快的一种测量仪器。

　　二、技术原理

　　1．脉冲雷达物位计

　　脉冲雷达物位计将发射微波脉冲，以光速（在空气中）传播，碰到被测介质表面（介电常数大于传播介质的介电常数），部分微波被反射回来（反射量取决于料面平整度/介电常数大小），被同一天线接收，介质的反射量（率）越大，信号就越强，越好测量；反射量（率）越小，信号就越弱，越容易受干扰。准确的识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔△t，从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离D。

　　脉冲雷达原理图

　　2．调频连续波雷达物位计

　　FMCW雷达用24GHZ作为测量基频（载频），2GHZ为调节频宽, 整个扫描时间为7ms，完成一次线性扫描，信号发射后，经过一定的时间延迟后，接受到回波信号。在线性扫频中产生的时间差，将正比例液位距离，由于有许多反射波，将的回波时间进行傅立叶（FFT）变换，将时间信号转换成有一定能量的频谱，视频谱比较高和比较陡的信号为有用信号。

　　调频连续波雷达物位计原理图

　　3．导波雷达物位计

　　导波雷达发出高频微波脉冲沿着探测组件（钢索或者钢管）传播，当遇到被测介质时，由于介电常数突变，引起发射，一部分脉冲能量被发射回来。发射脉冲与反射回来的脉冲的时间间隔与被测介质的距离成正比。

　　三、应用区别

　　雷达物位计的应用范围很广泛，涵盖了电力、钢铁、冶金、水泥、石油化工、造纸、食品等领域，但是应用不同原理的雷达物位计，其解决的应用工况也各有不同。

　　脉冲雷达物位计一般可以用于大部分应用场合，主要针对圆柱形、35米以内罐体介质的液位测量；但对于球形罐或者带有搅拌功能的液体储罐，就需要使用导波雷达物位计进行测量；而针对大量程、粉尘较大的容器或储罐，就使用能量大、抗干扰能力强的调频连续波雷达物位计。

　　什么是动态范围？一个来自自然界的比喻:的回声定位为什么动态范围越大，测量越？动态范围不是信噪比，也不仅是灵敏度总结

　　在液位测量技术飞速发展的今天，80GHz雷达物位计已经逐渐成为化工、制、等行业的“新宠”。但在挑选雷达物位计时，除了频率、量程、盲区、天线结构之外，还有一个关键但常被忽视的性能:动态范围（Dynamic Range）

　　它决定了雷达物位计能“听”到多微弱的回波，能否穿透泡沫、玻璃或低介电常数液体，乃至在冷凝、结垢、搅动液面等复杂工况下是否仍然准确测量。

　　在雷达物位计中，动态范围指的是传感器可以接收的强回波与弱可识别回波之间的比值，通常以分贝（dB）为单位。它代表着传感器接收与识别信号的能力——“听力”的上限与下限之差距

　　通俗地说:

　　动态范围越大，传感器就越容易“听到”液面发出的微弱回声，即使它被泡沫或玻璃挡住；动态范围越小，弱回波可能被忽略，从而出现误差或丢失液位信息。

　　你可能想不到，是这个世界上早掌握“雷达技术”的生物。它们利用回声定位，在夜中捕捉飞虫，依赖的就是强大的动态范围——它们可以发出高达120 dB的声波并“听”到微弱的回声。

　　雷达物位计也一样。以计为的JWrada® 系列雷达物位计为例，相当于级别的“黑暗视力”。

　　能穿透冷凝、结垢和泡沫

　　在化工或污水处理场景中，冷凝水、蒸汽、物料飞溅或粘附性结垢常常会遮挡雷达天线，干扰测量回波。同样，泡沫层、搅动液面或细粉浮层也会导致信号度衰减。

　　而计为自主研发的JWrada系列雷达物位计，有效解决这些难题。相比普通仅具备 90 dB 动态范围的传统26GHz雷达，JWrada®的80GHz高频信号具备更强的处理能力。

　　计为自主研发的JWrada系列雷达物位计:暴雨、结垢、泡沫环境下依

　　计为自主研发的JWrada系列雷达物位计:暴雨、结垢、泡沫环境下依然稳定测量

　　这背后的原理如下:

　　dB（分贝）是一个比值单位，不是一个固定值，它用于描述两个信号强度之间的差异；它是对数单位，每增加 3 dB，信号功率翻倍；每增加 10 dB，信号增强约 10 倍；因此，120 dB 相比 90 dB，动态性能提升了 1000 倍

　　正因如此，JWrada® 系列可以“听见”那些被泡沫、结垢或冷凝水严重衰减后的其微弱信号，依然保持稳定回波判断，确保测量不丢失。

　　2.能测低介电常数液体与粉料

　　传统观点认为:当介电常数（DK）小于 2 时，雷达物位计的测量容易出现漂移或丢波。

　　凭借其 120 dB 的超高动态范围，雷达物位计能够准确测量介电常数低的物料，如:

　　聚苯乙烯泡沫1.03棕榈油1.8木屑1.1咖啡豆、可可粉1.5–1.8二氧化硅粉末~1.2

　　这些传统雷达胜任的介质，JWrada® 系列可以轻松应对，适用于食品、塑料、建材、锂电、新材料等行业的多种工况。

　　3.能通过玻璃或塑料容器测量

　　对于很多带观察窗的搅拌罐、反应釜或实验容器，传统做法需打孔安装测量仪表，存在成本高、泄漏风险大等问题。而计为 JWrada® 雷达物位计可以直接通过玻璃或塑料罐壁实现非接触测量，不仅安装灵活，还能延长传感器使用寿命。

　　这得益于 JWrada® 拥有的高动态范围，能有效抵抗玻璃带来的信号衰减与反射干扰，在“透视”测量中依然获得清晰回波。

　　JWrada® 雷达物位计具有窄波束角和强的穿透力

　　4.能胜任几乎位置安装

　　借助80GHz雷达窄的波束角（3°）与强大的信号识别能力，计为 JWrada® 系列雷达物位计突破了传统“靠罐壁安装”的限制，即使安装在罐体中心、支架旁或法兰管口等位置，也能获取稳定测量数据。

　　这对老旧系统改造、现场空间受限的场合为友好，是计为产品灵活性的重要体现之一。

　　需要注意，“动态范围”不是“灵敏度”的简单替代，也不等于“信噪比（SNR）”。

　　它更像是传感器整体处理能力的综合，是衡量一台雷达仪表是否能胜任复杂场景的关键

　　在雷达物位计中，动态范围的重要性不亚于频率本身，赋予雷达:

　　它是应对结垢、泡沫、低介电常数介质的利器；它拓展了传感器的可安装位置与使用寿命；它代表了雷达液位计“听见”和“看清”的能力本质。

　　120 dB，不只是一个数字，而是一项将“不可能”变为“可测量”的技术突破。

　　如果你正在评估或选型雷达物位计，动态范围应该成为你优先考察的技术参数之一。 不是80GHz雷达达到120 dB，但拥有120 dB动态范围的雷达，才真正拥有面对复杂液位工况的底气。

　　浙江KYTRD800雷达液位计

　　罗斯蒙特导波雷达物位计 3302 液位变送器用于液位测量和界面测量，为液体应用提供了具有成本效益的解决方案。工作温度:-40 至 150°C（-40 至 302°F），工作压力:全真空至 580 psi（全真空至 40 bar）。ROSEMOUNT物位计 3302 可配备多种探头，以适应大多数应用，如硬单线、分段单线、软单线、软双线等。通过发射脉冲和反射脉冲之间的时间差被转换成距离，计算总电平或界面电平。ROSEMOUNT VeriCase 是 3308 和 5300 罗斯蒙特液位变送器的移动验工具，具有 HART 和 Modbus 通信。

　　ROSEMOUNT雷达物位计 TM 3300 系列产品，功能多样，易于使用，可用于大多数储罐的液位监测应用，使用简单。带非导电表面和轻质金属的导波杆:可从变送器型号代码（例如，330xxxxx1xxxxxxxx）的第九个字符位置找到结构材料代码。不允许在有粉尘的易爆环境中使用含镁或锆超过 7.5% 的导波杆或法兰。除了更换整个变送器头或导波杆组件外，换用未经核准的部件或进行维修的行为都可能危害性，不得进行。罗斯蒙特液位计 3300 系列是一种基于时域反射（TDR）原理的智能双线连续电平发射机。

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