在石化行业的炼制过程中，经常会碰到液化气球罐和沥青罐的液位测量，但由于液化气的介电常数εr＜1.9，而沥青由于粘度过大且其高温蒸汽容易在测量仪表上产生挂料现象，因此对这两种介质的测量一直以来没有一个很好的解决办法，这一问题已困扰用户多年。本文介绍的这种新型液位计——Saab雷达液位计，它就很好的解决了这些问题。
雷达液位计的测量原理
雷达液位计是由发射器头和天线部分组成，发射器以连续变化的频率向液体表面发送微波信号。当被反射的信号返回到天线时，它便与正在送出去的信号混合。由于发射器连续地改变被发射信号的频率，在发射与反射信号之间将会有一个频率差。该液位计把这两个信号混合起来，产生了正比于至液体表面距离的低频信号。这信号可很精确地测量，能实现快速、可靠与精确的液位测量。
Saab雷达采用一个最佳的微波频率10GHz，这就减少了对蒸汽、泡沫及天线 污染的灵敏度，并且使雷达波束保持狭窄，以最大限度减小来自罐壁与干扰物体的影响（如图1所示）。
Saab雷达液位计的主要特点
1．容易安装、无移动部件、无需维修。
2．精度高、可靠性最高。
3．超高灵敏度与独特信号处理特点可处理困难的工艺过程条件。
4．高度灵活性，发射器头与天线都有互换性。
5．广泛系列的天线与型式可在所有应用中提供最好性能。
6．用基于微软视窗的PC软件或经就地带键盘的显示器实现人－机对话式的设置。
7．输出为叠加于HART的4～20mA信号、数字式Profibus DP或TRL2现场总线信号。
Saab雷达液位计的应用
Saab雷达采用当代先进的微波技术达到高可靠性和高精度。它不但测量许多固料，而且还测量液体与浆料的液位。该计量仪表可操作在范围广泛的温度、压力、蒸汽气体混合物及各种工艺过程条件。主要应用包括：
1．化工与石化储存容器及工艺储罐
2．制药业反应器
3．食品与饮料制造业
4．炼油工艺容器
5．水及污水处理
6．水电力发电及水坝
7．水泥、粉末、木片屑及其它固料测量应用
在液化气球罐上的应用
液化气是石油产品之一，是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体，其介电常数εr＜1.9，液化程度受温度、压力变化影响很大，因此对于传统的机械式液位测量仪表就无法准确的测量其液位。表1为不同液位测量仪表的比较：
Saab的RTG3960雷达就是专用与液化石油气、液化天然气及轻烃等介质的液位测量，该雷达安装的导波管保证了雷达即使在液体表面沸腾的条件下也具有足够强的回波。作为一个选项，液位计可配备一个测量气相压力的压力传感器，这为得到高精度的液位起到了保证。
在沥青罐上的应用
沥青由于其粘度高（运动粘度达到了1000mm2/s左右），易凝固，且在罐内由于高温（200℃左右）产生蒸汽易产生挂料现象，这就给液位的测量带来了困难，因此对这种情况的测量可以用间接的方法测得，例如利用多点温度测量来间接了解罐内液位的情况，但这种方法得到的液位并不是罐内液位的真实反应。
为了解决象沥青这样产品的液位测量，Saab开发出了抛物面天线的RTG3930雷达液位计，抛物面天线是对污染最不敏感的天线类型，这种设计型式能够使雷达波能量更集中于主力方向，减少了天线自身的回波，另外该天线型式的冷凝物自流除技术的应用，也使它很好的解决了象沥青这样介质的液位测量。
目前Saab雷达在中国石油克拉玛依石化分公司的液化气球罐及沥青罐上已有了良好的应用，在实际测量中，测量精度完全达到设计精度要求，满足了用户监测要求（图2）。
雷达液位计使用当中应注意的问题
1．液位计安装口的要求
为了使微波能够不受干扰地传播，液位计管嘴的尺寸应保持在针对不同天线所规定的极限值内（见图3、表2）。
为了得到最好的测量性能，建议天线的末端应在管嘴之外。见图4
2．自由空间的要求
按照图5说明，把液位计以这样的方式定位，即允许微波传播而没有来自罐壁的干扰。为实现最佳性能，应考虑下列建议：
（1）应力求避免在雷达波束中有障碍物。
（2）发射器的安装应远离进料口，因此口引发湍流工况。
（3）应选择尽可能大的天线，以确保天线的增益最大。
作者简介：高玉进，新疆时代石油工程有限公司自动化仪表所，工程师
