微波物位計
  微波物位計(俗稱雷達物位計)利用回波測距原理,其喇叭狀或桿式天線向被測物料面發(fā)射微披,微被傳播到不同相對介電率的物料表面時會產(chǎn)生反射,并被天線所接收。發(fā)射波與接收波的時間差與物料面與天線的距離成正比，測出傳播時間即可得知距離。由于微波是電磁波，以光速傳播且不受介質(zhì)特性影響，所以在一些有溫度、壓力、蒸汽等場合,超聲物位計不能正常工作,而微植物位計可以使用。在石油及石化領(lǐng)域有較廣闊的應(yīng)用前景。
  微波物位計有兩種工作模式。
  (1)脈沖波方式:其工作模式與超聲物位計相似,天線周期地發(fā)射微波脈沖,并接收物料面回披,同時對回披信號進行分析處理,確認有效回波,據(jù)之計算物位。精確度約為0.2~0.3%F.S.。一般中檔以下的微植物位計都用此方式。原來生產(chǎn)起聲物位計的廠家大多采用此方式生產(chǎn)微植物位計。如:Vega、E+H、Siemens-Milltronics等。
  (2)調(diào)頻連續(xù)波方式(FMCW):天線發(fā)射的微波是頻率被線性調(diào)制的連續(xù)披,當回波被天線接收到時,天線發(fā)射頻率已經(jīng)改變。根據(jù)回波與發(fā)射肢的頻率差可以計算出物料面的距離。FMCW方式測量線路較復(fù)雜,價格較高,但測量精確度較高,可以達0.1%F.s.,甚至更高。同時干擾回波也較易去除,一般較高端的產(chǎn)晶都采用此方案。
  微波物位計剛進入市場時,曾被寄予過高的期望,實用中發(fā)現(xiàn)局限性也很大。普通的微波物位計要求被測物料為ε1＞4,精密型的可低至ε2＞2。ε1＞2的介質(zhì)因反射波微弱而不能穩(wěn)定測量,而石化系統(tǒng)中有些介電常數(shù)ε1低的介質(zhì),如:液化氣等,就得不到穩(wěn)定的測量結(jié)果,必須加導(dǎo)披管來集中能量。
  另外,大多數(shù)脈沖式微披物位計采用的微披頻率為5.8GHz,其輻射角較大,在儲罐中除了液面回波外,還會產(chǎn)生其它干擾回披,使接收回被復(fù)雜,難以確認液面回披。在臥式罐或拱頂罐內(nèi)使用時,由于頂部會對反射、披產(chǎn)生聚焦效應(yīng),形成多次回波,故不能安裝在罐中心位置。在測量固態(tài)物料時,更會產(chǎn)生各種干擾回波,故大多數(shù)微披物位計不能用于測固態(tài)物位。
  針對這些問題,有的公司(如Siemens)開發(fā)了采用更高頻率(24GHz)的微波物位計,其發(fā)射指向角小于10°,這樣能量集中,不但能測得更遠距離(45m),而且信噪比高,可以測量低介電率的介質(zhì)(ε1〉1.7)。由于內(nèi)置了先進的回披處理軟件,可以用于測量固態(tài)物料物位,甚至可以測量粉狀水泥的物位。