雷达物位计常见天线的种类及选型
发布时间:2020-07-14 08:15:56

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,最好选择棒形天线或水滴型天线;如嘉可自动化仪表生产的JKRD型雷达物位计,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℃。

雷达天线.png

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,如嘉可自动化仪表的JKDR (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。

3、抛物面天线

这是最近推出的新型天线,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,因而具有极高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。