雷达液位计为什么不能贴着罐壁安装？

　　有些储罐顶部空间比较紧，法兰口又刚好靠近罐壁，安装时很容易就把雷达液位计放在这个位置。

　　设备安装上以后，高液位时看着还算正常，但等液位降下来时，数值开始波动，有时还会突然跳变。遇到这种情况，可以先排查雷达的安装位置，往往能找到原因。

　　这类问题一般跟雷达波束、罐壁反射和罐内结构这三大因素有关。

雷达发出的是一束波

　　当雷达液位计工作时，探头天线会向介质表面发射电磁波。当电磁波碰到介质表面后返回，仪表再根据回波时间计算出液面距离。

　　现场安装时要注意：雷达波有一定的波束角。它从天线发出去以后，距离越远，覆盖范围越大。天线到液面的距离是H，波束角是θ，波束半径r计算为：

r = H × tan（θ/2）

　　这个公式表达的意思：测量距离越长，雷达波束铺开的范围越大。

　　同一台雷达装在3米高的罐上，和装在20米高的罐上，到了低液位位置，波束覆盖范围差别会很明显。所以选安装位置时，要从天线探头一直到低液位区域，要一起计算整段波束路径。

雷达液位计的波束角示意图

波束进入罐后回波变复杂

　　雷达波在罐里传播时，除了液面，罐壁、焊缝、加强筋、管道、扶梯这些结构也会反射信号。金属罐壁的反射尤其明显。

　　雷达离罐壁太近，波束的一部分就会照到罐壁。仪表收到的信号里，除了液面回波，还会混进罐壁和周边金属结构的回波。这时看回波曲线，能看到好几个波峰。

　　如果液面平稳、介质反射比较强时，仪表测量识别起来相对轻松。

　　但介质介电常数低，或者现场有泡沫、蒸汽、搅拌、液面晃动等情况时，液面回波会跟着变化。周边固定结构的反射波强，也会增加仪表识别液面的难度。现场常说的“假回波”，很多就是这样来的。

为什么低液位时更容易波动？

　　这个情况现场很常见。

　　液位高的时候，天线离液面近，波束还比较集中，覆盖范围小。液位越往下，传播距离越长，波束也越宽。等波束扫到罐壁、加强筋、盘管或者其他内部结构，回波曲线就会跟着变化。

　　所以有些罐会出现这种情况：高液位阶段读数一直很稳，液位降到某一段以后，数值开始跳动。继续往下降，波动还会更加明显。这种现象常与波束覆盖范围有关，安装时也要把低液位区域算进去。

多径反射也会影响读数

　　雷达波进入罐里以后，传播路线并不只有一条。有一部分信号直接打到液面，再返回天线。还有一些信号会先碰到罐壁、液面或者内部金属结构，经过几次反射以后再回到天线。路径长短不同，回来的时间也不同。

　　仪表看见的结果，就是回波曲线上出现多个位置不同的峰值。液位变化以后，反射角度也会跟着变化。所以现场有时会碰到一种很典型的情况：

液位到某一段时突然跳值，过了这个位置以后，显示又慢慢稳定下来。

　　这种按液位区间出现的波动，很多和多径反射有关。

雷达离罐壁多远比较合适？

　　现场经常能听到300毫米、500毫米、1米这样的经验值，具体位置还得结合设备和储罐本身来看。主要看下面几项。

1. 波束角

波束角越大，信号往下传播以后铺得越宽。同样的测量距离，大波束角需要留出更宽的空间。

2. 储罐高度

罐越高，低液位时的测量距离越长。测量距离一长，波束覆盖范围也会跟着增加。所以高罐在选安装点时，要多看一下低液位区域。

3. 雷达频率和天线形式

不同频率、不同天线结构，波束宽度差别很大。有些雷达波束比较宽，有些比较集中。现场空间紧的时候，窄波束设备会更好布置。

4. 罐内结构

扶梯、搅拌轴、加热盘管、进料管、加强筋等这些金属结构都会产生强干扰回波。选安装点时把这些因素都考虑进去，后面调试会省很多事。

　　雷达主波束经过的区域越干净，回波越好看，液位也越稳。

计为雷达液位计安装示意图

80GHz雷达更适合小空间？

　　80GHz雷达的波束比较窄，方向也更集中。

　　同样的测量距离下，80GHz雷达波覆盖的区域更小，避开罐壁、盘管、搅拌器这类结构会更方便。所以现在一些小型储罐、内部结构较多的容器，或者安装空间比较紧的位置，经常会用到80GHz雷达。波束窄以后，安装位置的选择余地会大一些。

　　安装时把天线方向调正，让波束顺着罐体往下走，雷达回波一般会更清晰。

多看看几个位置

　　除了罐壁，现场还有几个因素会影响雷达回波。

进料口附近

进料时，液体会有飞溅、泡沫和湍流，固体物料也会形成料流。这些东西一旦进入雷达波束，回波就会跟着变化。安装位置和进料区域错开一些，读数会更稳。

搅拌器附近

搅拌叶片一直在转，反射位置也一直在变。回波曲线上常会出现周期性的变化。雷达和搅拌区域拉开一定距离，信号会干净很多。

扶梯、盘管和加强结构附近

这几类结构大多是金属件，有比较强的反射信号。挑选安装点时，要把主波束尽量放在开阔区域。

长接管位置

雷达装在接管上时，接管直径、长度和天线位置都要看。接管太长、空间太窄，波束在里面容易产生额外反射。接管尺寸和天线形式搭配合适，回波曲线会顺很多。

计为JWrada雷达液位计安装应用于高压储罐

已经安装，怎么判断雷达状态？

　　先看回波曲线。现场排查时，我一般会先看这几项：

液面回波在什么位置；

液面回波强度怎么样；

固定位置有没有明显的干扰峰；

液位升降时，这些峰值有没有变化；

仪表一直跟踪的是哪个回波。

　　现在很多雷达都有虚假回波屏蔽、干扰回波学习、回波映射这类功能。固定结构产生的回波，可以通过参数设置进行识别和处理。安装位置合适，再把回波参数调顺，液位显示通常会稳定很多。

小结

　　雷达液位计安装时，要给雷达波留出一条相对干净的传播通道。

　　雷达离罐壁太近，罐壁、焊缝、加强筋和其他金属结构容易进入波束范围，回波一多，仪表识别液面就会更吃力。

　　现场选位置时，先考虑波束往下会经过哪里，旁边有哪些金属结构，液位降到底部以后，波束会展开到多宽。这几个位置看清楚，安装点基本就有数了。这里说的是非接触式雷达液位计。

　　导波雷达通过探杆或缆绳引导电磁波传播，和非接触雷达的测量方式和安装条件不一样。实际选型和安装时，再结合雷达波束角、天线结构、储罐尺寸和内部结构一起看，会更稳妥。