雷达液位传感器是一种基于电磁波反射原理的非接触式液位测量设备，其工作原理和特点可总结如下：

工作原理

  1. 发射电磁波
    传感器通过天线向被测液体表面发射高频电磁波（通常为GHz级的微波，如6GHz、26GHz或78GHz频段）。

  2. 反射接收
    电磁波遇到介电常数不同的液体表面时发生反射，反射波被同一天线或独立接收器捕获。

  3. 时差测量
    通过计算发射波与反射波的时间差（Time of Flight, ToF），利用公式：

    液位高度=�⋅Δ�2−参考基准距离

    其中 � 为光速（电磁波在空气中的传播速度），Δ� 为时间差。

  4. 信号处理
    采用傅里叶变换、回波曲线分析等算法处理信号，排除干扰（如容器内结构或泡沫的影响），提高精度。

技术特点

  • 非接触测量：不与液体直接接触，适用于腐蚀性、高温高压或粘稠介质。

  • 高精度：毫米级测量精度，尤其高频雷达（如78GHz）性能更优。

  • 抗干扰强：不受介质密度、温度、压力或蒸汽的影响（相比超声波传感器）。

  • 适用性广：可测量液体、浆体、颗粒状固体（如雷达物位计）。

分类

  1. 按波形

    • 脉冲雷达：低成本，短距离测量（<30米）。

    • 调频连续波（FMCW）：通过频率变化计算距离，适合长距离、高精度需求。

  2. 按频率

    • 低频（6GHz）：波束角大，适合简单工况。

    • 高频（26/78GHz）：波束角窄，聚焦能力强，适用于狭窄或带障碍物的容器。

应用场景

  • 工业领域：石化储罐、化学试剂、食品饮料、污水处理。

  • 极端环境：高温熔炉、低温液化天然气（LNG）。

  • 安全需求：易燃易爆场所（需防爆认证，如ATEX、IECEx）。

选型注意事项

  1. 介质特性：液体介电常数（低介电常数需高频雷达）。

  2. 安装条件：天线类型（喇叭式、杆式）、过程连接方式（法兰/螺纹）。

  3. 环境因素：温度范围、压力、容器内搅拌或泡沫干扰。

对比其他液位传感器

类型 优点 缺点
雷达式 非接触、高精度 成本较高
超声波式 成本低 受温度/蒸汽影响大
浮子式 结构简单 机械磨损、需维护

雷达液位传感器凭借其可靠性和适应性，已成为复杂工业环境中液位监测的主流选择，尤其在卫生或安全要求严格的场景中优势显著。