雷达液位计的选择及常见液位测量问题的解决

简要先容了油罐内各种产品水平的现代测量方法。比较了不同的雷达液位计改造方案在解决普通液位计测量问题中的应用。本文允许液位计的用户熟练地处理选择所需的设备模型的问题。

1. 先容
    现代高科技的进步产生了测量液位的先进工具。大家指的是一种便携式密封装置，不需要移动机械部件，可以安装在容器外部;该设备产生的隐形无线电波束辐射功率比手机小几倍。光束无阻碍地进入容器，穿透容器内部空间，到达产品表面(液体或自由流动的物质)。经过一定的时间(取决于雷达液位计与产品之间的距离，以及无线电波的传播速度)，波束返回到辐射点。随后，雷达液位计高性能信令处理器将上述时间转换为液位计与产品之间的距离。考虑到油箱的高度，处理器较终计算出油箱内产品的对应电平。
    基于雷达的液位测量方法相对于基于接触的液位测量方法(浮式、浮标式、磁致伸缩装置等)具有明显的优势，并得到了广泛的讨论。
    与超声方法相比，基于雷达的方法也具有明显的优点。在雷达液位计的计算中，涉及到坦克环境中无线电波的传播速度。超声波的传播速度在超声液位计中起着类似的作用。与无线电波的传播速度相比，无线电波的传播速度在很大程度上取决于压力、温度、大气成分、蒸汽和灰尘的存在以及槽大气的其他参数。这些参数的变化在很大范围内改变了超声波的传播速度，是工业过程(IP)的典型特征。因此，对比这些方法，大家可以推断雷达液位计(原则上)比超声波液位计更精确。
    考虑到上述明显的优点，雷达液位计似乎只是简单地安装在油箱上，仅此而已。然而，问题在于现在市场上有几十种不同的雷达液位计;每种型号都有特定的特点和价格。液位计的工作原理在许多场合中都有详细的先容，例如在[1]中。
    本文旨在针对具体任务，辅助雷达液位计的优化选择。

使用雷达液位计进行液位测量
2. 辐射频率是雷达液位计的一个重要特性
    辐射频率是雷达液位计的一个重要参数，它决定了雷达液位计的潜在性能。考虑到此频率对雷达液位计特性的影响，可与汽车内燃机进行类比;特别是发动机的体积越大，输出的功率和力矩越大(当然，汽车的动态特性和速度能力也就越好)。
    雷达液位计辐射频率也存在类似情况。
    今天的市场以6-95 GHz频率范围内工作的雷达液位计为代表。这些器件包括不同的天线，具有一定的设计特点，采用多种方法进行信号处理;但是，它们都符合以下功能规则。天线的尺寸、测量光束的宽度和辐射频率是严格耦合的。值得注意的是，[2]中给出的公式暗示

ϕ是梁的宽度(在◦);D为天线直径(孔径)(cm)， f为辐射频率(GHz)。
    换句话说，辐射频率越高，产生相同宽度的无线电波束所需的天线尺寸就越小。
    例1。采用辐射4◦梁涉及液位计在95 GHz的频率操作,每个人都应该利用天线的直径大约80毫米(在10 GHz液位计不同,天线直径700毫米的需要)。差别似乎很明显。窄波束与天线紧凑的尺寸相结合，首先可以提高测量精度，其次可以简化液位计的安装和操作。
然而，10年前，某知名知名外资企业(从事10 ghz频率雷达液位计制造)的专家在科普刊物上证明，上述频率在雷达液位计设计中是较优的。他们还证明，由于高频无线电波传播不良造成的辅助误差，进一步增加频率是不现实的。应该强调的是，这种观点并不是该企业开发和投放市场26 ghz雷达液位计的障碍。
    LIMAKO企业(俄罗斯)提供10-94 GHz频率范围内的液位计。在液位计制造的15年里，高频液位计从来没有比低频液位计没有优势的例子。然而，就像汽车发动机的情况一样，人们必须为这种乐趣付出代价。同一供应商的高频液位计总是比低频液位计贵。原因在于频率的增加意味着SHF元件成本的增加，以及SHF单元制造和设计成本的增加。
    读者的注意力应集中在以下事实上:所述关于高频优点的讨论与在出口(测深)管道上操作的雷达液位计无关，例如带有浮桥或浮顶的油罐。大家将在后续文章中先容这些液位计的具体功能。