雷达液位计液位的测量

重油的测量
典型的重油介质为柴油等，其介电常数一般>3，有一定挥发性气体。可以采用低频的Probe LR或LR200直接测量（如图4）。
沥青的测量
沥青（液态）的介电常数也比较低，一般在3左右（根据温度）；而且液态的沥青一般需要用高温来维持，伴随着高温一般都会有一定的水蒸气

；沥青的特性比较粘，很容易产生一定的挂料的现象。
高温（>100ºC）的工况，一般都需要选择PTFE材质的天线，而不能选择PPS的天线（如：Probe LR）；为了防止挂料的影响，可以选择喇叭口天

线；但水蒸气一般会导致冷凝水的产生，经试验表明，杆式天线对冷凝水的敏感程度要小于喇叭口天线，因为杆式天线的有效发射电磁波的面

积要远大于喇叭天线（发射电极只有笔尖大小）；沥青的介电常数较低，在天线所产生的少量挂料一般都可以被雷达液位计的电磁波穿透；由

于沥青介质的挂料比较粘稠，雷达液位计采用清洗装置的作用并不是很明显，因此笔者并不建议采用清洗装置用于测量沥青。
因此，对于储罐内搅拌、挂料非常严重的沥青应用，可以采用带喇叭口的LR200，喇叭口大小应不小于DN150（6”）;而对于温度较高，冷凝水

现象比较明显的工艺中，可以采用全PTFE的杆式天线为佳：采用不锈钢屏蔽段的PTFE天线对口径较小的安装立管的屏蔽效果较好，但是屏蔽长

度如果选得太短了，无法延长；采用全PTFE的天线的屏蔽段长度可以根据安装立管的长度自由方便地延长，但是在小口径（≤DN80）的安装立

管会对天线的工作产生影响。因此，最好在安装雷达液位计安，应对安装立管的口径和长度提出要求。
液化气的测量
液化气包括液化天然气（LNG）和液化石油气（LPG）两种。典型的液化气介质有：丙烷、丁烷等。
主要的特点是：介电常数一般都非常低（1.5～1.8）；高压低温储存；防爆要求；通常用球罐存储，球罐的高度一般在10～28m不等。
目前的雷达液位计测量液化气主要有两种方式。
一种是利用旁通管，使用低频雷达（Sitrans LR200）测量。由于这种方式对旁通管制作的要求非常高，很容易因为旁通管质量不理想，而导致

使用效果不佳；甚至在一些量程较大的球罐应用中，由于旁通管过长，很容易发生扭曲的现象，使雷达液位计无法测量。使用LR200安装在旁通

管或导波管上测量液化气的解决方案，由于种种原因，鲜有成功的案例。
另一种采用高频雷达对低介电常数介质的良好发射特性，直接测量液化气液面。Sitrans LR400能够直接测量介电常数低至1.5的介质，可以满

足液化气的测量。安装位置可以选在球罐的顶上，在球罐顶部直接开孔，为了保证维护的方便，一般需要在LR400安装在带球阀的安装立管（建

议DN>150为佳）上，方便随时拆下来维护；或者安装在较粗的旁通管（直径6～10”以上）上。
Sitrans LR400在国内的独山子石化炼油厂应用，并取得了良好的使用效果。根据现场的使用测试，发现LR400的测量精度和重复性均能达到非

雷达液位计常好的效果。
腐蚀性介质的测量
典型的腐蚀性介质包括：硫酸、硝酸、烧碱、盐酸等。
大部分腐蚀性介质的介电常数都较高；伴有不同程度的挥发性气体（烟雾）；不同浓度的腐蚀性介质对不同的雷达天线材料有不同的腐蚀性要

求；很多腐蚀性介质的挥发性气体具有一定的渗透能力，再一段时间的使用后，可能会渗透到仪表电子部分或天线的电机发射部分而损坏雷达

液位计。
采用何种雷达天线来测量腐蚀性介质，一般需要事先查化学兼容表来确认。
1）:不适用于温度较高的硫酸；2）：能承受盐酸干气体；3）：超声波不适合用于测量硝酸，硝酸的挥发性气体对超声波有强烈的吸收作用；4

）：液氨气体具有极强的渗透作用，需要选择一体化垫片的气密型设计。
?：可以使用；?：使用效果一般；?：不可使用；NA：未知
考虑到很多腐蚀性介质的挥发性气体也具有一定腐蚀性和渗透性，因此一般会选择一体化法兰垫片的选项来防止挥发性气体对法兰的腐蚀和通

过法兰连接处进行渗透。
另外，很多酸碱储罐会产生很多水蒸气和泡沫。这需要根据实际情况来进行适当的选择：水蒸气产生冷凝水严重的应用，可以考虑采用杆式天

线；雷达液位计泡沫的厚薄和成分不同，对微波是否能穿透泡沫进行准确地液位测量起至关重要的作用，需要具体的分析和更多的经验的积累。
(1)测量原理
利用雷达波测量油罐液位是一项新技术，雷达液位计无可动部件，只有天线伸进罐中，故使用维护费用低。雷达表使用微波，对液位的测量通

常在10GHz附近。雷达波传导的距离由发射波与反射波的频率计算，油罐相对来说高度不大，而要求分辨率较高，所以测量反射时间几乎是不可

能的，解决办法是改变发射波的频率，测量发射波与反射波的频率差，即可计算出雷达波传输的距离。这种液位计尽管与浮子式相比一次性投

资高，但使用费用非常低。
(2)温度、压力及物料特性对测量的影响与罐内温度的关系
微波传播不需要空气介质，因此其传播速率几乎不受温度变化的影响。根据测定，当T=500℃时，反射时间的变化为002％；T=2000℃时，反射

时间的变化远小于003％。因此雷达液位计完全适合对高温介质进行物位测量。
(3)与罐内操作压力的关系
微波传播几乎不受空气密度变化的影响，因此雷达液位计能在真空或受压状态下正常工作，真空状态下微波传播速率相对空气状态下仅变化

0.029％；但当操作压力高到某一范围时，压力对测量带来的误差就不容忽视。
(4)物料特性对测量的影响
易挥发性气体和惰性气体对雷达液面计的测量均没有影响。但液体介质的相对介电常数、液体的湍流状态、气泡大小等被测物料特性，对微波

信号的衰减，应引起足够的重视。雷达液位计当介质的相对介电常数小到一定值时，雷达波的有效反射信号衰减过大，导致液位计无法正常工作，因此被

测介质的相对介电常数必须大于产品所要求的一个最小值。随着产品应用经验的丰富和软件处理技术的不断完善，有些产品几乎不受相对介电

常数的影响，如西门子推出的LR400可以用于相对介电常数为1.5的应用场合。
另外，液体的湍动和泡沫大小对微波有散射和吸收作用，从而造成对微波信号的衰减，这将影响液位计的正常工作。总之，雷达液位计对于高

粘度介质(如沥青)、有害介质和液面波动剧烈的介质的储罐，无疑是一个明智的选择