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7ML5421-0TD01 脈沖雷達(dá)液位計(jì)在測量低介電常數(shù)的液位時(shí)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)

更新時(shí)間:2025-07-25  點(diǎn)擊次數(shù): 145次

在測量低介電常數(shù)(ε_r≤1.5)液位時(shí),脈沖雷達(dá)液位計(jì)的表現(xiàn)需結(jié)合其技術(shù)特性(如頻率、波束特性等)綜合評估。以下從優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)兩方面詳細(xì)分析,并明確不同頻率脈沖雷達(dá)的差異:

一、脈沖雷達(dá)液位計(jì)的核心優(yōu)點(diǎn)

脈沖雷達(dá)(包括傳統(tǒng)低頻脈沖和高頻脈沖)的共性優(yōu)勢在低介電場景中仍有體現(xiàn),尤其在特定條件下具備實(shí)用性:

1. 非接觸式測量的適應(yīng)性

脈沖雷達(dá)通過天線發(fā)射電磁波,無需接觸介質(zhì)即可測量,適用于低介電常數(shù)且具有腐蝕性(如有機(jī)溶劑)、粘稠性(如部分低介電樹脂)或高溫(如熔融石蠟)的介質(zhì)。例如,在測量 ε_r=1.8 的異丙醇儲罐時(shí),脈沖雷達(dá)可避免探頭被介質(zhì)粘附或腐蝕,減少維護(hù)頻率(傳統(tǒng)接觸式儀表需每周清理,脈沖雷達(dá)可延長至半年一次)。

2. 結(jié)構(gòu)簡單,安裝與維護(hù)成本低

脈沖雷達(dá)無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,天線設(shè)計(jì)(如喇叭口、平板天線)適配多數(shù)儲罐接口,安裝無需復(fù)雜校準(zhǔn)。相比導(dǎo)波雷達(dá)(需鋪設(shè)導(dǎo)波桿 / 纜),在大型儲罐(直徑≥10 米)中可節(jié)省 50% 以上的安裝成本。例如,某化工園區(qū)的苯儲罐(ε_r=1.6)改造中,26GHz 脈沖雷達(dá)的安裝工期僅為導(dǎo)波雷達(dá)的 1/3。

3. 寬量程覆蓋能力

脈沖雷達(dá)的測量范圍通??蛇_(dá) 0.1-30 米,適合低介電常數(shù)介質(zhì)的大型儲罐。其量程不受介質(zhì)密度、粘度影響,僅與電磁波傳播時(shí)間相關(guān),在高液位和低液位段均能保持線性輸出。

二、測量低介電常數(shù)液位時(shí)的顯著缺點(diǎn)

脈沖雷達(dá)(尤其是傳統(tǒng)低頻脈沖雷達(dá),如 26GHz 及以下)在低介電場景中存在固有局限性,主要源于弱反射信號的檢測難度:

1. 低頻脈沖雷達(dá)(26GHz 及以下):波束寬、能量分散

波束角過大導(dǎo)致能量浪費(fèi):26GHz 脈沖雷達(dá)的波束角通常為 8°-12°(直徑 1 米的天線在 10 米距離處波束直徑達(dá) 1.7 米),信號能量分散在較大區(qū)域,低介電介質(zhì)(如 ε_r=1.5 的苯乙烯)的反射信號僅為高介電介質(zhì),易被環(huán)境噪聲淹沒。

動(dòng)態(tài)范圍不足:傳統(tǒng)脈沖雷達(dá)的動(dòng)態(tài)范圍多為 80-90dB,對弱信號(≤-80dBm)的檢測能力有限,在介電常數(shù)≤1.3 的介質(zhì)中易出現(xiàn) “信號丟失",導(dǎo)致測量跳變。

抗干擾能力弱:容器內(nèi)的支架、攪拌器等障礙物會(huì)反射部分信號,與液面反射信號疊加,在弱信號場景下更難區(qū)分有效回波。

2. 對表面狀態(tài)敏感,精度下降

低介電介質(zhì)的表面若存在泡沫、波動(dòng)或蒸汽,會(huì)進(jìn)一步削弱反射信號。例如:

測量 ε_r=1.6 的汽油罐時(shí),若表面有 10cm 厚泡沫,26GHz 脈沖雷達(dá)的反射信號強(qiáng)度下降 30%,精度從 ±3mm 降至 ±20mm;

低溫 LNG 儲罐頂部的 BOG(蒸發(fā)氣)會(huì)形成蒸汽層,低頻脈沖雷達(dá)信號穿過時(shí)衰減嚴(yán)重,需頻繁校準(zhǔn)才能維持測量穩(wěn)定性。

3. 高頻脈沖雷達(dá)(80GHz)的局限性(相對優(yōu)勢中的不足)

雖然 80GHz 脈沖雷達(dá)(屬于脈沖技術(shù)范疇)在低介電測量中表現(xiàn)優(yōu)于低頻,但仍存在限制:

對安裝精度要求高:80GHz 雷達(dá)波束角僅 3°-5°,若安裝傾斜 1°,在 10 米距離處波束偏移 17cm,可能偏離液面,導(dǎo)致信號強(qiáng)度下降 50%;

成本較高:80GHz 脈沖雷達(dá)的射頻芯片和天線加工難度大,成本是 26GHz 的 2-3 倍,在中小型儲罐項(xiàng)目中經(jīng)濟(jì)性不足。


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