雷达液位计的工作原理及故障解决指南

雷达液位计的测量原理

雷达液位计的测量原理在于利用电磁波的直线传播特性来测量周围空间的净空距离，这意味着它可以测算被测物体与雷达之间的直线距离。在工业生产环境中，这通常指的是液体液面至雷达天线的空高。通过组态设置，可以确定雷达天线到容器底部的垂直距离。一旦测得液面空高，即可据此计算出液体的实际液位高度。

雷达液位计的构造

尽管不同厂商的雷达液位计在形式上可能有所不同，但它们的基本部件是相似的。雷达液位计主要包含电路部分（如雷达波发生器、信号检测器和信号处理器）、天线及接收器，以及安装附件如表体等三大部分。此外，根据天线的类型，雷达液位计可进一步分为导波雷达和普通雷达两大类别。

01导波雷达液位计

 导波雷达工作原理

导波雷达液位计巧妙地在电磁波发射器下方安装了一个金属导波体。这一设计使得高频无线电波能沿金属体垂直向下传播。当这些电磁波遇到被测物质的液面时，它们会发生反射，并沿着波导体垂直返回至雷达液位计天线内部的接收器中。此后，处理电路会对这些信号进行分析计算，从而得出被测液体的液面高度。导波雷达液位计根据金属导波体的差异，可分为缆式和杆式两大类。

 缆式导波雷达

缆式导波雷达液位计的导波体为柔性的不锈钢金属绳，末端配备金属重物，以确保其能在被测液体中垂直伸至容器底部，从而避免使用中的漂浮摆动和弯曲。这类雷达液位计特别适用于地下罐、零位罐等地面以下的液位测量。

 杆式导波雷达

杆式导波雷达液位计的波导体则因导波杆及天线的差异而有所不同，包括金属杆式、金属管喇叭天线式，以及带有旁通测量筒的导波雷达。它们主要用于地面储罐液位测量，或生产设备塔器储罐可侧装旁通管的液位测量。

02普通雷达液位计

普通雷达液位计省去了导波体，其天线仅作为电磁波的发射和接收装置。由于微波信号的高频特性，其传播可近似为垂直方向，这样可以满足液位测距的需求。与导波雷达相比，普通雷达液位计无导波体设计节省了成本，同时简化了安装过程，因此在储罐等高液位测量中得到了广泛应用。

根据不同的工况环境，生产厂商制作了多种型号的雷达液位计天线。常见的类型包括喇叭口、水滴形（防液体挥发凝结）、偏心型（防多重反射电磁波干扰），以及宽口喇叭口（防气相介质衰减电磁波）等。这些设计旨在适应各种复杂的工业环境，确保雷达液位计的准确测量。

03雷达液位计的故障处理

故障类型

雷达液位计在日常使用中可能会遇到多种故障，这些故障大致可以分为四类：数据保持不变、数据突然达到最大值、数据突然为零，以及数据偏离实际值过大或过小且无法恢复。

断电重启法

雷达液位计内置多重防护机制，当其出现故障保护时，可以尝试断电重启来排除问题。重新上电后，若雷达液位计恢复正常，则故障可能已消除。此方法特别适用于高液位测量的储罐雷达液位计的维修，避免了攀登十多米高的储罐进行处理的繁琐与风险。

面板操作消除故障

若断电重启后故障仍未解除，需前往现场进行详细检查。首先，通过雷达液位计的面板功能，观察是否显示错误代码或启动了故障保护措施。若存在此类情况，可尝试通过面板进行清除操作，随后重启雷达液位计，并密切关注其是否已恢复正常工作状态。

空频谱处理

雷达液位计的工作原理在于检测接收到的电磁波频谱。若被测液体与雷达天线之间的空间存在强电磁波反射或干扰，雷达液位计可能误将反射的雷达波识别为真实液面的雷达反射波，导致错误的液位显示。处理此类故障，可利用雷达液位计内部的软件功能进行空频谱检测。具体来说，就是设定一个高于实际液面的空高距离，让雷达液位计检测此空高范围内的所有反射电磁波频谱。通过电路屏蔽滤除接收到的高能量频谱电磁波，即可准确检出真实液面反射的电磁波，从而获得准确的液位读数。

拆卸雷达液位计并清洁天线

若经过前三种方法处理后，雷达液位计的故障仍未得到消除，那么拆卸雷达液位计并清洁天线便成为必要的步骤。但需注意，由于现场使用的雷达液位计所测介质可能含有对人体有害的物质，因此除非万不得已，否则不建议采用此方法。在拆卸时，务必做好安全防护措施，如提前准备盖板以堵住雷达液位计安装口，减少有害物质的挥发，同时根据需要佩戴防毒面具或呼吸器。