7ML5421-0TD01 脈沖雷達液位計在測量低介電常數的液位時有哪些優缺點

在測量低介電常數（ε_r≤1.5）液位時，脈沖雷達液位計的表現需結合其技術特性（如頻率、波束特性等）綜合評估。以下從優點和缺點兩方面詳細分析，并明確不同頻率脈沖雷達的差異：

一、脈沖雷達液位計的核心優點

脈沖雷達（包括傳統低頻脈沖和高頻脈沖）的共性優勢在低介電場景中仍有體現，尤其在特定條件下具備實用性：

1. 非接觸式測量的適應性

脈沖雷達通過天線發射電磁波，無需接觸介質即可測量，適用于低介電常數且具有腐蝕性（如有機溶劑）、粘稠性（如部分低介電樹脂）或高溫（如熔融石蠟）的介質。例如，在測量 ε_r=1.8 的異丙醇儲罐時，脈沖雷達可避免探頭被介質粘附或腐蝕，減少維護頻率（傳統接觸式儀表需每周清理，脈沖雷達可延長至半年一次）。

2. 結構簡單，安裝與維護成本低

脈沖雷達無機械運動部件，天線設計（如喇叭口、平板天線）適配多數儲罐接口，安裝無需復雜校準。相比導波雷達（需鋪設導波桿 / 纜），在大型儲罐（直徑≥10 米）中可節省 50% 以上的安裝成本。例如，某化工園區的苯儲罐（ε_r=1.6）改造中，26GHz 脈沖雷達的安裝工期僅為導波雷達的 1/3。

3. 寬量程覆蓋能力

脈沖雷達的測量范圍通常可達 0.1-30 米，適合低介電常數介質的大型儲罐。其量程不受介質密度、粘度影響，僅與電磁波傳播時間相關，在高液位和低液位段均能保持線性輸出。

二、測量低介電常數液位時的顯著缺點

脈沖雷達（尤其是傳統低頻脈沖雷達，如 26GHz 及以下）在低介電場景中存在固有局限性，主要源于弱反射信號的檢測難度：

1. 低頻脈沖雷達（26GHz 及以下）：波束寬、能量分散

波束角過大導致能量浪費：26GHz 脈沖雷達的波束角通常為 8°-12°（直徑 1 米的天線在 10 米距離處波束直徑達 1.7 米），信號能量分散在較大區域，低介電介質（如 ε_r=1.5 的苯乙烯）的反射信號僅為高介電介質，易被環境噪聲淹沒。

動態范圍不足：傳統脈沖雷達的動態范圍多為 80-90dB，對弱信號（≤-80dBm）的檢測能力有限，在介電常數≤1.3 的介質中易出現 “信號丟失"，導致測量跳變。

抗干擾能力弱：容器內的支架、攪拌器等障礙物會反射部分信號，與液面反射信號疊加，在弱信號場景下更難區分有效回波。

2. 對表面狀態敏感，精度下降

低介電介質的表面若存在泡沫、波動或蒸汽，會進一步削弱反射信號。例如：

測量 ε_r=1.6 的汽油罐時，若表面有 10cm 厚泡沫，26GHz 脈沖雷達的反射信號強度下降 30%，精度從 ±3mm 降至 ±20mm；

低溫 LNG 儲罐頂部的 BOG（蒸發氣）會形成蒸汽層，低頻脈沖雷達信號穿過時衰減嚴重，需頻繁校準才能維持測量穩定性。

3. 高頻脈沖雷達（80GHz）的局限性（相對優勢中的不足）

雖然 80GHz 脈沖雷達（屬于脈沖技術范疇）在低介電測量中表現優于低頻，但仍存在限制：

對安裝精度要求高：80GHz 雷達波束角僅 3°-5°，若安裝傾斜 1°，在 10 米距離處波束偏移 17cm，可能偏離液面，導致信號強度下降 50%；

成本較高：80GHz 脈沖雷達的射頻芯片和天線加工難度大，成本是 26GHz 的 2-3 倍，在中小型儲罐項目中經濟性不足。