工作原理：導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)是一種微波物位計(jì)，它是微波(雷達(dá))定位技術(shù)的一種運(yùn)用。它是通過一個(gè)可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號(hào))的裝置發(fā)射能量波，能量波在波導(dǎo)管中傳輸，能量波遇到障礙物反射，反射的能量波由波導(dǎo)管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號(hào)。根據(jù)測(cè)量能量波運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間差來確定物位變化情況。由電子裝置對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行處理，zui終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號(hào)。超聲波物位計(jì)中換能器是眼睛，而雷達(dá)物位計(jì)中高頻頭和天線是眼睛，回波處理是物位計(jì)的大腦。雷達(dá)物位計(jì)繼承了超聲波物位計(jì)的回波處理技術(shù)。
雷達(dá)物位計(jì)發(fā)出的電磁波碰到被測(cè)介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計(jì)應(yīng)用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為zui小回波幅度(在zui惡劣條件下回波幅度)比zui大噪聲幅度(虛假回波、多徑反射波等的幅度)。回波質(zhì)量數(shù)值越大，物位計(jì)應(yīng)用效果越好。
回波強(qiáng)度主要受以下因素影響
傳播介質(zhì)介電常數(shù)越穩(wěn)定越有利于傳播。雷達(dá)波是電磁波，電磁波在傳播過程中不受傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響，只與其介電常數(shù)有關(guān)。這是雷達(dá)技術(shù)與超聲波技術(shù)的重大區(qū)別。
被測(cè)介質(zhì)表面越平整，其介電常數(shù)越大越有利于回波反射。
所以考慮現(xiàn)場(chǎng)工況時(shí)，應(yīng)特別注意這兩個(gè)方面：(1)天線到被測(cè)介質(zhì)間空氣介電常數(shù)的分布(2)被測(cè)介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。
雷達(dá)物位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：不受空氣波動(dòng)影響，隨距離衰減小，穿透力強(qiáng)。
雷達(dá)的局限性：1)影響雷達(dá)的性能是介電常數(shù)，理論上在真空中雷達(dá)衰減極小，當(dāng)空氣中存在對(duì)雷達(dá)衰減物質(zhì)，例如：含高介電性的粉塵粉末(石墨，鐵合金等)，水蒸氣很大，測(cè)量距離和效果要受影響。2)被測(cè)介質(zhì)的揮發(fā)氣體會(huì)在天線上聚集，水蒸汽會(huì)在天線上聚結(jié)，此時(shí)，會(huì)影響雷達(dá)波發(fā)射，嚴(yán)重時(shí)雷達(dá)波不能發(fā)出。3)被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)不能太小。4)盡管溫度和壓力對(duì)雷達(dá)影響極小，但雷達(dá)天線是由材料做成，雷達(dá)可適應(yīng)溫度和壓力的范圍與使用的材料和密封結(jié)構(gòu)有關(guān)。
雷達(dá)物位計(jì)目前已成為市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，而低頻率雷達(dá)物位計(jì)盡管具有價(jià)格相對(duì)低廉的優(yōu)點(diǎn)，但在主要應(yīng)用領(lǐng)域中，屬于逐漸被淘汰的產(chǎn)品。從超聲波物位計(jì)的應(yīng)用中得知，要獲得比較好的回波，換能器工作頻率大約40KHz，波長(zhǎng)大約9mm，這時(shí)發(fā)射波的開角為7°-8°。工作頻率越高，其開角越小，但其量程較小。與超聲波類比，雷達(dá)物位計(jì)要獲得上述效果的回波，其工作頻率應(yīng)為26GHz，此時(shí)，其波長(zhǎng)為11mm。當(dāng)用口徑為100mm的喇叭時(shí)，可獲得7°-8°開角的發(fā)射波。若雷達(dá)工作頻率是6GHz，則相當(dāng)于超聲波的工作頻率為10KHz。而工作頻率為10kHz的超聲波物位計(jì)在物位測(cè)量中各項(xiàng)指標(biāo)都很不理想，特別不適于固體料位的測(cè)量。與低頻率雷達(dá)相比，高頻雷達(dá)有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)高頻雷達(dá)物位計(jì)(主要指26GHz和24GHz)具有能量高，波束角小(一般Φ95的喇叭天線的波束角為8o，而6GHz低頻脈沖雷達(dá)的喇叭天線直徑為Φ246時(shí)，波束角為15o)，天線尺寸小，精度高等優(yōu)點(diǎn)。
2)26GHz雷達(dá)波長(zhǎng)11mm，6GHz雷達(dá)波長(zhǎng)50mm，雷達(dá)測(cè)量散裝料位時(shí)，雷達(dá)波反射主要來自料面的漫反射，漫反射的強(qiáng)度與物料大小成正比，與波長(zhǎng)成反比，而大部份散裝料直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50mm，這就是為什么目前26GHz雷達(dá)是散裝料物位測(cè)量的*選擇。
3)在一些直徑小高度矮的小罐應(yīng)用中，6GHz雷達(dá)天線長(zhǎng)(300-400mm)無形中增大了盲區(qū)(大約600mm)，由于6GHz雷達(dá)方向性差(開角大)在小罐中會(huì)產(chǎn)生多徑反射;26GHz雷達(dá)頻率高頻，天線短，方向性好，克服了6GHz雷達(dá)的缺點(diǎn)，適用于小罐測(cè)量。
4)由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，隨著時(shí)間推移，雷達(dá)天線會(huì)堆積污物、水汽等，26GHz雷達(dá)天線小，加天線罩可大大改善污物、水汽影響;6GHz雷達(dá)天線大，加天線罩很困難。且儀表較沉重，清理困難。
5)由于26GHz雷達(dá)方向性好，很多惡劣工況，可通過簡(jiǎn)單隔離，將雷達(dá)裝在容器外進(jìn)行測(cè)量。
目前，26GHz雷達(dá)物位計(jì)的價(jià)格已與6GHz雷達(dá)物位計(jì)價(jià)格相當(dāng)，這更促進(jìn)了26GHz雷達(dá)物位計(jì)的應(yīng)用?？梢灶A(yù)見，6GHz雷達(dá)物位計(jì)*會(huì)大大降低。隨著技術(shù)的進(jìn)步，我們期待更高頻率(如：90GHz)、更小開角(如：2°，3°)、更小體積的雷達(dá)物位計(jì)的面世。我們將在此領(lǐng)域中不懈地努力，將雷達(dá)物位測(cè)量做到*。
導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)——非接觸雷達(dá)物位測(cè)量的補(bǔ)充
導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)發(fā)射脈沖電磁場(chǎng)，以導(dǎo)波纜為中心100mm為半徑，沿纜向前傳播，遇介質(zhì)返回。除有非接觸雷達(dá)的特點(diǎn)以外，導(dǎo)波雷達(dá)方向性好，頻率低(500M-1GHz)穿透性好。缺點(diǎn)是顯然的，尤其在固體測(cè)量中，調(diào)試維修都不方便，經(jīng)常會(huì)磨損，甚至斷纜?？衫脤?dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)低頻的穿透性實(shí)現(xiàn)某些特殊應(yīng)用。如：油水界面;以及利用纜的末端反射測(cè)量介電常數(shù)非常小的粉末(除塵粉倉)粉位測(cè)量等。
在高溫、高壓工況條件下，導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)與脈沖(非接觸)雷達(dá)物位計(jì)相比更具優(yōu)勢(shì)。脈沖雷達(dá)天線由不銹鋼和PTFE構(gòu)成，而PTFEzui高使用溫度200°，zui高壓力4MP。當(dāng)導(dǎo)波雷達(dá)用不銹鋼和陶瓷構(gòu)成時(shí)，zui高使用溫度400°，zui高壓力40MP。
