浅谈雷达液位计天线和介电常数

雷达液位计天线型式

天线是雷达液位计测量液位的重要部件，雷达液位计选型主要在于选择合适的天线型式。常用的非接触式雷达液位计天线型式主要有以下3种：喇叭口天线、抛物面天线和平面天线。

喇叭口天线采用点源发射方式，雷达波为发散的球面波，主要用于不需要设置导波管的拱顶罐的液位测量。由于整个喇叭口天线处于储罐中，并且有几乎与罐环境相同的温度，所以可以防止在天线内发生冷凝。

抛物面天线同样采用点源发射方式，雷达波为发散的球面波，允许近罐壁安装。通常用于拱顶罐，介质主要为蜡油、渣油、沥青等粘稠及易冷凝的高温油品，储罐底部都设有加热蒸汽盘管。由于罐内高温（200℃左右）产生蒸汽使得在雷达天线部位极易形成凝结水和出现挂料现象，影响雷达液位计的准确测量，而抛物面天线雷达液位计的滴水型设计有效地防止了冷凝和挂料现象的出现。而且，抛物面天线波束窄，使雷达波能量更集中，聚焦性好，能够保证较高的测量精度。

平面天线技术（又叫阵列天线技术）采用多源发射方式，与单点发射源相比，由于其测量基于一个平面，而不是一个确定的点，因而发射出的雷达波为平面螺旋波。主要用于安装有导波管的内（外）浮顶罐的液位测量。平面天线发射的雷达波具有波束窄、能量集中的特点，所以与导波管管壁接触部分能量很小，受导波管内壁粗糙程度的影响也很小，对于油品挂壁对测量的影响小。

介电常数对雷达液位计选型的影响

雷达波到达液位表面被反射时，雷达波会被吸收而发生衰减，当衰减过多时，雷达液位计接收不到足够的信号，导致测量不准确，这就是被测介质的介电常数对雷达液位计的测量所产生的影响。

各种油品介质的介电常数如表1所示。为了克服介电常数的影响，提高反射波能量，对于使用内（外）浮顶罐的介质，对于汽油、煤油等相对介电常数较小的介质必须使用导波管。而对于液化气球罐的液位测量，一方面液化气的介电常数较低，对雷达波的反射能力很弱；另一方面液化气气相组分会吸收部分雷达波造成信号衰减严重，影响雷达液位计的准确测量。