油品储罐是炼油厂存储原油和成品油的重要设备， 对储罐内的液体介质的液位、温度、压力、密度等参数的测量，可以计算出储罐中液体的体积量及质量储量，以实现现代化生产中对资产管理的需求。储罐液位是油品集输工艺的重要参数之一，为了防止油罐冒顶、抽真空等事故的发生，对液位计测量的可靠性和稳定性要求更为严格。由于各种储罐的大小和种类各不相同，所测量介质的特性和工艺条件也各不相同，因此只有从现场工艺的实际情况出发，合理的选择液位计及设计液位测量，才能更好的满足工艺的计量需求，更好的确保工艺的安全生产。 而雷达液位计是油品储罐区近年来应用最广泛的物位测量仪表，它采用与介质无接触的测量方式，具有安装方便、故障率低、维护容易、精确度高、受介质影响小等优点。

1、 雷达液位计工作原理、 特点和分类

1.1 雷达液位计工作原理

      雷达波是以光速c传播的高速电磁波，当发射的电磁波碰到介质液面时就会反射回来，雷达通过测量发射波与反射波之间的延时t来确定天线与反射面之间的距离(空高h)。 T=2h/c。(c=300000km/s)光速c不受介质环境的影响，传播速度是稳定的，当测得延迟时间t就可获得空高h。

      雷达系统不断地发射线性调频信号 (即频率与时间成线性关系的信号)，可以得到发射信号频率与反射信号频率之间的差频，差频正比于延迟时间t，也即正比于空高h。差频信号经过数据处理，就可获得空高值h，罐高值与空高值之差就是液位值。

1.2 雷达液位计的特点

（1） 可靠性高。非接触测量，无活动部件，故障率低，因而可靠性高。

（2） 计量精度高。测量精度不受介质温度、压力及介电常数等变化的影响。

（3） 应用范围广。可运用于各种油品储罐，尤其运用于高精度、易结晶及高温高压的介质。

（4） 数字输出技术。具有RS-232、RS-485标准接口，现场与控制室之间采用数字传输，可以克服模拟信号传输带来的误差。

（5） 体积小、重量轻，安装便捷、维护简单。

（6） 有故障自诊断和提示功能。

1.3 雷达液位计的分类

● 雷达液位计按工作频率来分，通常分为：6.8GHz,低频，26GHz,高频，80GHz,高频三种。不同频率的雷达液位计可适应不同的使用场合： 

a. 低频率对天线的挂料具有较好的抵御能力； 

b. 低频率对波动的液体表面有更好的性能； 

c. 低频率具有更好的水汽泡沫穿透能力； 

d. 高频率具有较窄的波束宽度，可以避免障碍物； 

e. 高频率因为波长较短，在倾斜的固体表面有更好的反射； 

f. 高频率可以使用更小的天线。

● 雷达液位计按天线的类型来分， 主要有杆式、 喇叭式、 棒式、 球式、半球式、抛物面、 平面天线等几种。

a. 杆式、棒式天线常见于6GHz,低频雷达， 具有天线直径小的特点， 适用于安装立管内径小、 强腐蚀性、 冷凝水的应用工况。

b. 喇叭天线是最常见的雷达天线， 适用于各种频率的雷达液位计。 不同尺寸的喇叭口性能差异较大， 喇叭口越大， 性能越好。

c. 短棒天线雷达常用于26GHz,高频雷达液位计， 具有天线尺寸小， 信号强、 抗腐蚀性强的特点， 被广泛应用于强腐蚀性工况。

d. 球式、抛物面天线是利用回波发射聚焦的原理， 产生极小的波束角， 使微波能量大大增强， 常用于高精度雷达或固体雷达。

e. 平面天线是利用微波透射聚焦的原理， 能产生较小的波束角。 目前主要用于固体料位的测量， 在石油化工的液体液位测量上应用并不广泛。

2、 安装及调试

2.1 安装

   雷达液位计安装简单方便，但安装的正确与否，直接会影响到雷达液位计的测量问题。注意事项如下：

◆ 对于圆形或拱形储罐，仪表不能安装在其中间位置，多次反射会造成虚假信号，这样将会收不到有效信息；

◆ 对于圆形的储罐，液位计要和罐壁的距离最好保持在罐径的1/6至1/4之间，直径小的罐安装点与罐壁的最近距离不能少于30cm；

◆ 对于顶部为平面的锥形罐，可将仪表装在罐顶正中间，这样可以保证测量到锥形底部；

◆ 仪表安装时，不能安装在被测液体流入口的正上方； 

◆ 发射的微波波束所辐射的范围内，不要安装一些限位开关、人梯或者温度传感器等装置； 

◆ 注意罐内壁的对称装置，例如：加热线圈和空间环状物以及其它障碍物等，这些都可能直接影响到测量的准确性；

◆ 安装时，喇叭天线的中轴线要与液面垂直，必须保证天线伸入到罐里至少10mm的距离，确保回波的质量， 避免收到假回波。

◆ 对于使用导波管安装（导波管或旁通管），可以避免容器内障碍物、泡沫、液体表面波动大对测量的影响。等压孔直径为5…10 mm  ，两孔之间的最小距离为100mm。为避免冲击， 导波管的安装位置应远离进出料口。

2.2 调试 

   调试方法简单， 可有两种方法进行调试：

a. 通过雷达表面板来设定参数， 通过查看面板的数据及读取曲线来完成雷达的调试工作。

b. 通过手机蓝牙来设定参数、 读取曲线来完成雷达的调试工作。

3、测量中常见故障及改进措施 

     雷达液位计在实际应用中，也会出现测量值跃变、无输出等相关问题，这些问题都是可以检测出来和避免的。 常见故障及改进措施分为以下几种： 

一是测量值没有变化。 当出现测量值没有变化的情况，多数因为在波束范围内有固定的反射面，造成了强干扰。此时应着重检查罐壁、延长杆等部位是否有障碍物。另外，雷达液位计的电子模块如果出现故障，也会造成这个问题，应对电子模块进行及时的更新和维护。 

二是失波。失波即回波太弱，造成这个问题的主要原因是雷达液位计的天线方向与液面不垂直，液面有扰动或者有干扰。此时，应检查雷达天线上是否有结露现象或其它粘附物，应及时清洗天线并调整天线方向。 

三是测量值在固定的区间内跃变。出现这种现象的原因有两种，一是被测液面不稳定，有起伏，导致测得反射波的时间出现变化，二是原油挂壁现象严重，这种情况会削弱电磁波信号，导致测量值跃变。雷达液位计在使用过程中，如果出现错误代码，可以参照说明书上标注的相应故障代码进行处理。 

四是当雷达液位计从一个油罐转移到另一个油罐使用时, 必须进行复位操作，如果只进行基本的参数设定就使用会造成雷达液位计的工作不稳定。复位后，雷达液位计对新的安装环境进行重新学习，然后设定参数，才能实现准确测量。

4、 经济效益

◆ 雷达液位计结构合理，性能良好，测量精度高，稳定性好， 实现了对油品储罐的全天候计量和监督。

◆ 雷达液位计结构设计简单，安装和操作方便，设备较少，不受环境限制，测量准确等。

◆ 雷达液位计的推广应用，可以较好地解决原油进厂的盈亏计量及成品油出厂的损耗管理。

◆ 雷达液位计的推广使用，提高了工业自动化的能力。 

◆ 雷达液位计的应用，提高工作效率，减轻工艺人员的劳动强度。