一、产品概述

管式雷达液位计是工业过程控制领域重要的物位测量仪表，基于微波反射原理实现非接触式连续测量。该设备通过特殊设计的导波管结构，显著提升复杂工况下的测量稳定性，适用于高温高压、强腐蚀性介质、真空环境等极端条件下的液位监测需求。作为第四代雷达物位技术的典型代表，管式结构有效解决传统雷达液位计在介电常数低、蒸汽干扰严重等场景中的测量难题。

二、结构组成

1. 天线系统

采用高频平面阵列天线（26GHz/80GHz），配备316L不锈钢导波管（可选PTFE/PFA衬里）。导波管直径范围DN50-DN150，长度支持定制化设计（*30米）。特殊设计的法兰连接结构满足ASME B16.5/EN1092标准。

2. 信号处理单元

搭载DSP数字信号处理器，运算速度达1GHz，配备自适应滤波算法。内置温度补偿模块（-50℃~250℃），支持动态蒸汽补偿功能。采用四线制供电设计（24VDC/220VAC可选），具备HART/Profibus PA/FF现场总线通讯协议。

3. 电子部件

核心芯片组满足SIL2安全等级，电磁兼容性符合IEC 61326-3-1标准。内置双通道存储单元，支持测量数据本地缓存（*10万组）。防护等级IP68/IP69K，防爆*涵盖ATEX/IECEx/NEPSI。

4. 辅助系统

可选配伴热夹套（蒸汽/电伴热）、吹扫装置、防雷保护模块。显示单元采用5英寸TFT彩色触控屏，分辨率800×480，支持多语言界面切换。

三、工作原理

1. 微波发射

高频振荡器产生调频连续波（FMCW），通过导波管定向传输至被测介质表面。典型发射功率＜1mW，频率范围24.000-26.500GHz，符合FCC Part 15规范。

2. 信号反射

电磁波在介质界面发生反射，回波信号携带时域/频域特征信息。导波管结构将波导限制在特定路径，降低信号衰减（典型衰减＜0.2dB/m）。

3. 信号处理

采用等效采样技术，时间分辨率达1ps。智能算法实现：

- 多重回波追踪（EchoTrack）

- 动态噪声抑制（DNS4.0）

- 虚假信号识别（FSF）

测量周期可调（50ms-10s），典型更新速率100ms。

4. 数据输出

提供4-20mA模拟量（分辨率16bit）与RS485数字输出，支持Modbus RTU协议。内置报警继电器（2×SPDT，5A/250VAC）。

四、技术参数

1. 测量特性

量程范围：0.3-35米（导波管式）

精度等级：±1mm（量程＜10m）；±0.01%FS（量程≥10m）

重复性：±0.5mm

死区距离：300mm

2. 过程连接

法兰标准：ANSI 150#-600#；DIN PN16-PN40

材质选项：316Ti/哈氏C276/钛合金

密封材料：FFKM全氟醚橡胶/石墨复合垫片

3. 环境适应性

过程温度：-196℃~450℃（带冷却夹套）

过程压力：真空至10MPa

防护等级：IP68（水下10米持续浸泡）

防爆*：Ex d IIC T6 Gb/Ex tD A21 IP66 T80℃

五、应用领域

1. 石油化工

- 常减压装置：高温渣油（300℃+）液位监测

- 乙烯裂解：急冷油塔界面测量

- 储运系统：LNG储罐（-162℃）液位控制

2. 冶金电力

- 锅炉汽包：高压饱和水（16MPa）测量

- 脱硫塔：石灰石浆液浓度检测

- 煤化工：煤气化炉熔渣液位监控

3. 食品药品

- 发酵罐：无菌环境物位测量

- 反应釜：CIP/SIP过程监控

- 储液罐：高粘度介质（≥5000cP）检测

六、安装规范

1. 位置选择

导波管轴线与设备轴线偏差＜1°

避开进料口、搅拌器等扰动源（*小距离≥2D）

多台仪表安装间距＞3倍波长（26GHz对应11.5mm）

2. 导波管安装

垂直度偏差＜0.5°

底部预留50mm空隙防止沉淀物干扰

固定支架间距≤1.5m（碳钢材质）/2m（不锈钢）

3. 电气连接

使用屏蔽双绞线（截面积≥0.75mm²）

接地电阻＜4Ω（独立接地系统）

电源隔离器安装距离＜3米

七、维护要点

1. 日常检查

每月检查信号强度（建议值＞30dB）

季度校验零点/量程（标准靶板法）

年度检测密封性能（氦质谱检漏）

2. 故障诊断

回波曲线分析：识别结焦、冷凝等异常

频谱监测：检测天线污染（特征频率偏移＞5%需清洁）

历史数据比对：发现漂移趋势（＞0.1%/年需校准）

3. 备件管理

建议5年更换天线密封组件

电子单元MTBF＞15年

导波管寿命＞20年（腐蚀速率＜0.01mm/年）

八、技术优势

1. 抗干扰能力

蒸汽补偿：可消除99%气相介电干扰

泡沫穿透：有效识别3cm厚稳定泡沫层

介电常数：*适用εr≥1.4

2. 安全特性

本安设计：*存储能量＜20μJ

故障自诊断：63种状态代码实时预警

冗余架构：双CPU热备份系统

3. 智能化功能

自适应学习：介质特性自动建模

预测维护：关键部件寿命评估

云端接入：支持OPC UA/MQTT协议

九、选型指南

1. 介质特性

介电常数＞1.8：标准型

介电常数1.4-1.8：高灵敏型

强腐蚀性：全衬里型

2. 工况条件

压力＞4MPa：加强法兰型

温度＞250℃：水冷夹套型

真空环境：分子阱密封型

3. 特殊需求

卫生级*：3A/EHEDG

深海应用：1000米耐压型

防辐射：核级*（IEEE 323）