摘要：西门子雷达物位计具有许多优点，近年来应用广泛。本文简单介绍了雷达物位计的工作原理及应用的注意事项。
1.概述
     西门子雷达物位计进入市场，由于测量精度高、耐高温高压的能力强，以及采用非接触的测量方式，成为过程控制工业罐区物位监测的仪表，受到广大技术人员的欢迎。
在公司的生产车间，物位作为重要的过程参数已成为判断生产过程的效率、工作状况及经济性能的重要指标，物位测量仪表在连续与离散控制系统中的作用日趋突出，业主对测量仪表的测量、稳定可靠、多功能、智能化的要求也越来越高。雷达物位计是近年逐步在现场应用的先进测量技术。在使用过程中也暴露出一些问题，主要是设计选型失误。由于雷达物位计种类和品牌较多，如果在设计阶段不能结合工矿条件选择适宜的产品，就可能造成雷达物位计无法正常使用。
2．雷达物位计的测量原理与分类
2.1 测量原理
    西门子雷达物位计主要由雷达探测器（一次表）和雷达显示仪（二次表）组成。雷达探测器主要由主体、连接法兰和天线三部分组成。天线分为喇叭型和直接与波导管连接两种形式。雷达显示仪提供连接上位计算机的RS-485接口，可以传递物位等参数及报警信号，亦可通过上位计算机对智能雷达显示仪进行控制。
雷达探测器采用的是线性调频连续波测距原理：天线发射的微波是频率波线性调制的连续波，当回波被天线接收到时，天线发射频率已经改变。根据回波与发射波的频率差可以计算出物料面的距离。FMCW方式测量线路较复杂，从而测量度较高，同时干扰回波也较易去除，一般用于较的测量方案。雷达探测器的主体中包括微波信号源、信号处理部分。工作过程中，微波信号源输出一个波幅恒定的线性调频的微波信号，其产生的频率输出：发射频率随时间线性增加，增加的斜率为k，当发射出去的连续波遇到液面发射时，发射回来的信号频率如图1中点划线所示，它比发射信号滞后了一定时间τ。
根据微波传播原理知道：
  τ＝2R/C                               （1）
式中C是微波在空间中的传播速度3×108km/s，R是液面距雷达物位仪的距离。
由于回波信号频率的滞后，使得反射频率与发射信号频率之间的差频为：
f=kτ                                 （2）
将以上两式合并后可以得到：
R=C×f/2k
显然R与f是成正比的，反射液面离物位仪的距离越远所产生的差频频率f越大，因此可计算天线到反射面的距离。
信号处理部分则对回波信号与发射信号的混合信号进行处理，通过测量混合信号频谱，用快速傅立叶变换（FFT）来计算混合信号，从中对混合信号频谱进行分析，排除掉干扰信号，然后确定天线到反射界面的距离，从而完成测量。
2.2 优点特性
雷达物位计采用非接触式测量方法。目前较成熟的非接触测量技术有超声波、核辐射和微波。而在化工、石化等过程工业领域，由于被测介质普遍存在高温、高压、腐蚀、挥发、冷凝等复杂工况，且对测量仪表有防爆要求。相比与超声波，微波传播的自身特点决定了雷达物位计的使用优势：
1) 定向传播。
2) 准光学特性。
3) 传输特性好。
4) 介质对微波吸收与介质的介电常数成比例。
由其自身特性决定，雷达物位计在使用上具有以下优势：
1) 连续准确测量：由于雷达物位计不与被测介质接触，且受温度、压力、气体等影响非常小。
2) 维护方便，操作简单：雷达物位计具有故障报警及自诊断功能。
3) 适用范围广：非接触式测量，方向性好，传输损耗小，可测介质多。
4) 安装简单：在各行业应用中，雷达物位计可直接安装到储罐顶部，安装十分简单。
雷达物位计通常分为脉冲雷达和调频连续波雷达（FMCW）两种。脉冲雷达的工作模式与超声物位计相似:天线周期地发射微波脉冲，并接收物料面回波，同时对回波信号进行分析处理，确认有效回波，据之计算物位。线性调频连续波测距原理：天线发射的微波是频率波线性调制的连续波，当回波被天线接收到时，天线发射频率已经改变。根据回波与发射波的频率差可以计算出物料面的距离。E+H公司的雷达物位计基本采用脉冲雷达原理。西门子公司LR400系列采用调频连续波雷达原理，LR300系列采用脉冲雷达原理。