上海TMRD002导波雷达物位计
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。
雷达物位计SITRANS LR250是2线制，25GHz脉冲雷达液位变送器，连续测量储罐和过程罐中的液体和浆液，适应高温和高压，量程20m，包含一个图形化的就地用户界面(LUI),通过启动向导和用于诊断的回波图显示设置和操作的便捷.使用启动向导只需要设置几个参数就可以满足基本的应用需要。
雷达物位计25GHz频率产生了窄的,聚焦的波束允许使用更小的喇叭,并且对于容器内的障碍物不敏感， 的设计允许使用和方便的本质手操器对仪表进行编辑,而不需要打开仪表盖，可以测量介电常数低的物质,并且可以安装在狭窄的或小体积的容器内。
雷达物位计主要应用:液体储罐,带搅拌的过程容器,容易产生蒸汽的液体,高温,低介电常数物质.图形化就地用户界面(LUI)使得操作简单易懂,使用启动向导实现了既插既用的设置.LUI显示回波图供诊断用。
雷达物位计的特点:
25GHz高频允许使用小的喇叭安装在小安装管上
对于安装位置和罐内障碍物不敏感,对于安装管干扰也有很大的抗干扰能力
小盲区,盲区距离喇叭末端50mm.
使用HART或PROFIBUS PA通讯
现场智能信号处理改善测量稳定性,自动虚假回波抑制功能消除固定干扰物.
使用红外线本安手操器或SIMATIC PDM编程
上海TMRD002导波雷达物位计
雷达物位计安装后使用前的检查工作必不可少。一般来讲，需要做好以下几个方面的检查。1、进行现场检查:在现场检查时，要注意观察现场实际工况与雷达物位计的型号是否相匹配，并且确认安装环境是否已影响仪表使用，安装位置是否正确等，以尽可能减少和避免故障的出现，影响仪表的正常使用。所以，对雷达物位计进行现场检查，是确保仪表稳定正常运行的一项较为基础的工作，微波雷达物位计求购，不可忽视。2、进行连接检查:该项检查和现场检查有重合的地方，主要通过连接相应软件，观察雷达物位计的线性发展情况。一般而言，带按键的仪表都可以实现这项功能。当然，用户还可通过仪器去对雷达物位计的连接进行检查，以判断雷达物位计是否能够正常运行。3、进行通电检查:在通电后，能够观察到雷达物位计是否按正常的启动程序逐步进入，微波雷达物位计求购，并且正常显示。而且许多异常现象就是通电后发现的，有些甚至根本就未通上电，导致仪器不会正常工作。所以，在现场允许的条件下，微波雷达物位计求购，应进行通电检查，以观察雷达物位计的各项参数表现是否正常。雷达物位计波束能量低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内。微波雷达物位计求购
X波段雷达由于没有明显的应用特点，而在各大物位厂商的雷大物位技术发展中趋于被淘汰。现今物位测量领域困扰用户的是一些大型固体料仓的物位测量，是用于50/100米以内的充满粉尘和扰动的加料状态下的料仓。相关技术的仪表例如电容或导波雷达TDR在放料时物位下降时会受到很强的张力负载，可能会损坏仪表或把仓顶拉塌掉。重锤经常有埋锤的问题，需要经常维修，大多数其他机械式仪表也是这样。而高粉尘工况又可能会超出非接触式超声波物位测量系统的能力。 高频的调频雷达技术尤其适合这种大型固体料仓的物位测量!微波雷达物位计求购电容式物位计:防尘、防挂料、防蒸汽、防冷凝。
与超声波物位计工作模式相同，雷达物位计同样采用发射-反射-接收的工作模式，不同是雷达超声波物位计的测量主要依赖超声波换能器，而雷达物位计则依靠高频头和天线；超声波物位计使用机械波，而雷达物位计使用的是超高频率（几G到几十G赫兹）电磁波。电磁波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。另一种常见的雷达物位计是导波雷达物位计。导波雷达物位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达料位计，雷达料位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达料位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路经返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。
在很多行业，使用物料进行相关生产操作的过程当中，需要通过一定的仪器设备来做的测量，这样才能的做把关的工作，同时也会对生产过程带来一定的季节效应，提高它的生产效率。通常情况下雷达物位计性能的稳定，因此雷达物位计厂家介绍在使用的时候，不管接触的环境或者介质，基本上都不会产生腐蚀，同时也不太会受泡沫以及大气当中的水蒸气和压力变化的影响。同时雷达物位计还能够用在严重粉尘环境当中，并且能够正常的发挥效用，而且再加上它的体积比较小，所以使用起来很方便，不会产生磨损或污染之类的情况。超声波物位计又分为很多型号，比如防腐超声波物位计，固体式超声波料位计。
雷达物位计应用于高温工况下，所选雷达物位计应满足在高温环境下所选仪表构件尺寸不会变化，零件不会软化，密封性不致受损的要求。应用于低温场合时，为避免仪表结霜或结冰影响仪表性能，所购买的仪表应考虑保温和加蒸汽加热夹套等，避免低温时很多材料容易发脆折断。根据工况环境对于防护等级的要求，注意选择防护等级向匹配的雷达物位计，渗漏现象的出现。如果仪表需要用户介质或环境易的场合，所选购的仪表还应满足国家规定的防爆要求。同时，结合现场特点，选用相应防爆等级的本安或隔爆型雷达物位计，尤其应注意的是，如果所选购的为隔爆型雷达物位计，应注意对隔爆罩壳的保护，避免因隔爆面损坏使仪表丧失隔爆作用，导致事故的发生。如果需要测量的是内浮顶罐、外浮顶罐、带压罐、带有搅拌器或有旋流过程储罐的液位，选购导波式雷达物位计较为理想。但如果介质的介电常数低于1.4，此时则不建议选用雷达物位计进行测量。超声波物位计属于精密仪表，其利用测量时间差的原理完成测量步骤。微波雷达物位计求购
核辐射式物位仪表:利用物质（一定物位的液体或固体）对核辐射的吸收。微波雷达物位计求购
由于在重大工程、工业装备和质量、基础科研中，仪器仪表都是必不可少的基础技术和装备重点，除传统领域的需求外，新兴的智能制造、离散自动化、生命科学、新能源、海洋工程、轨道交通等领域也会产生巨大需求。中国的新型工业化进程，信息化和工业化融合的进一步加深，带动各个工业领域对于流量，压力 ，温度，物液位等产品的需求。在国民经济运行中，电子科技领域内的技术开发、技术咨询、技术服务、技术转让，电工设备，电气 设备、仪器仪表，电器设备，五金标准件，五金交电，电线电缆，金属制品，机械设备的批发、零售，仪器仪表及机电设备的加工（限分支机构经营）。等设备是提高劳动生产率的倍增器，对国民经济有着巨大的作用和影响力。美国商业部地区技术和标准研究院（NIST）提出的报告称:美国90年代仪器仪表工业产值只占工业总产值的4%，但它对国民经济（GNP）的影响面却达到66%。从销售广义角度来说，仪器仪表也可具有自动操控、报警、信号传递和数据处理等功能，例如用于工业生产过程自动操控中的气动调节仪表，和电动调节仪表，以及集散型仪表操控系统也皆属于仪器仪表。微波雷达物位计求购
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应用:高温环境测量块料或颗粒
测量范围:30米
过程连接:法兰
介质温度:-40～500℃
过程压力:常压
精 度:±5mm
重 复 性:±2mm
频率范围:26GHz
防爆等级:Exd ⅡC T4 Gb
防护等级:IP67