雷达液位计选型科普

雷达液位计 选型科普

——读懂《石油化工自动化仪表选型设计规范》里的雷达物位计

依据标准：SH/T 3005—2016

在石油化工的储罐和容器里，常常要随时知道里面装了多少料、液面有多高。雷达液位计（标准里叫“雷达物位计”）就是做这件事的一种“远传”仪表——它不用人爬上罐顶去看，而是把测到的液位通过信号线远远地传给控制室。

一、它是怎么测的？

道理其实很直白：仪表装在罐顶，向下发射一束微波；微波碰到液面后会反射回来。仪表记下微波“往返”用了多少时间，就能算出从仪表到液面的距离，再换算成液位的高度。整个过程不用接触液面（天线式）或只用一根导波杆引导（导波式），所以稳定又可靠。

图1　雷达物位计工作原理：发射微波—液面反射—计算距离

二、两种常见类型，分别用在哪？

规范把常用的雷达物位计分成“导波式”和“天线式”两类，它们适合的罐型不一样：

1. 导波式（接触式）

微波沿着一根导波杆或缆向下传播。适合内浮顶罐、外浮顶罐、带压罐，以及带搅拌器或有旋流的过程储罐。

2. 天线式（非接触）

微波直接在罐内空间中辐射出去。适合大型拱顶罐、球形罐，用来测原油、成品油、沥青，以及乙烯、丙烯、液化石油气、液化天然气等介质的液位。

图2　导波式与天线式的适用场景对比

（参见 8.2.6 条 a、b 款）

三、精度按需要来选

雷达物位计按测量精确度分为两个级别，选哪个看实际需求：

•控制级：精确度不宜低于 ±5mm，用于一般的过程控制。

•计量级：精确度不宜低于 ±1mm，用于需要精确计量（比如贸易交接）的场合。

（参见 8.2.6 条 c 款）

四、关键参数一览

把规范“物位仪表选型参考表”里关于雷达物位计的几项关键参数整理出来，一看就清楚：

图3　雷达物位计关键参数（整理自附录 B 选型参考表）

五、供电、信号与配置要点

除了测得准，怎么供电、怎么传信号、还要配什么，规范也给了明确建议：

图4　选型与配置要点

•供电：宜选用 24V DC 或 220V AC 外供电型。

•输出信号：宜为 4mA～20mA 带 HART 协议，或采用总线信号。

•罐区储罐用的雷达物位计，应带有罐旁指示表，方便现场查看。

•用于精确计量的导波式雷达物位计，宜带有多点平均温度计。

•压力储罐上安装时，一次仪表与设备法兰之间宜设切断球阀，便于检修。

（参见 8.2.6 条 d～g 款）

六、什么情况下别用雷达？

雷达靠的是介质对微波的反射。如果介质的介电常数太低，反射回来的信号太弱，就测不准——这种介质不应选用雷达物位计。

（参见 8.2.6 条 h 款）

七、和相近仪表比一比

罐区里能测液位的远传仪表不止雷达一种。下面把几种常被一起考虑的仪表放在一起，方便选型时对照（数据取自规范附录 B）：

表　雷达与相近物位仪表参数对照（整理自附录 B）

简单说：要测量范围大、又耐脏、还能测液-液界面，雷达是很全面的选择；遇到低介电常数的介质则要换别的方案。

小结

雷达液位计用微波“量距离”，不怕脏、量程大、能测界面，是石化储罐常用的远传物位仪表。选型时先按罐型分清导波式还是天线式，再按精度需求选控制级或计量级，配好供电、信号和必要的附件，并避开介电常数太低的介质，就能选得又对又稳。

本文内容均整理自 SH/T 3005—2016《石油化工自动化仪表选型设计规范》（第 8.2.6 条及附录 B）

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