[发明专利]一种船用导波雷达液位的测量装置及测量方法

说明书

本申请公开了一种船用导波雷达液位的测量装置及测量方法，工业测量技术领域，已知高度的测量筒，其竖向并排设置于待测容器外侧，且测量筒通过连通管连通于待测容器；所述导波杆从测量筒的顶壁插入，所述雷达信号收发装置设置于导波杆的顶端；基准套环，其套设导波杆上，基准套环与测量筒顶壁之间为设定高度；所述雷达信号收发装置根据测量筒高度、设定高度、以及雷达波分别达到基准套环和液面的时间值计算得基准液位高度。本申请的测量装置及测量方法，在被测容器侧部安装测量筒，便于清理维护，并通过参照优化计算、密度差补偿和倾角补偿，测量出更高精度的液位数据。

技术领域

本申请涉及工业测量技术领域，具体涉及一种船用导波雷达液位的测量装置及测量方法。

背景技术

目前，导波雷达液位测量技术是自动化生产中常用的液位测量技术之一，具有高精度和高抗干扰能力的优点，可应用于腐蚀、高温高压、粉尘等复杂环境下进行高精度液位测量，在民用核电、火电、石油化工和冶金等领域被广泛应用。

导波雷达液位测量技术主要基于电磁波的时域反射原理，导波雷达液位测量原理如图1所示，雷达信号收发装置1发射雷达波，雷达波沿着导波杆2传播，在导波杆2的起始点形成固定回波；当遇到待测工质3的液面时，因为待测工质3的介电常数大于此前传导介质(如空气)，从而形成液位回波。雷达信号收发装置1对固定回波、液位回波进行检测，并计算二者之间的时间差，根据雷达波的传输速度和蒸汽5的介电常数，可计算待测工质3的液位高度。

但是，导波雷达液位测量技术在实际应用的过程中，对于船用条件下的高温高压密闭容器如蒸汽发生器、核反应堆稳压器等，想要对其液位进行精准可靠的测量是十分困难的，主要原因在于：

其一，在高温高压、高饱和蒸汽的环境下，蒸汽的介电常数会随着温度和压力的变化而变化。蒸汽介电常数的变化会影响雷达波的传播速度，进而引起导波雷达的测量误差。其二，船舶自身行驶带来的液面晃动使得测量液位并不等于实际液位。其三，安装于高温高压密闭容器的导波杆，难以清理和维修，时间一长导波杆表面会产生大量附着物，进而影响雷达波的传播速度。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提一种船用导波雷达液位的测量装置及测量方法，在被测容器侧部安装测量筒，便于清理维护，并通过参照优化计算、密度差补偿和倾角补偿，测量出更高精度的液位数据。

为达到以上目的，采取的技术方案是：一种船用导波雷达液位的测量装置，配合雷达信号收发装置和导波杆测量待测容器内的液位高度，已知高度的测量筒，其竖向并排设置于待测容器外侧，且测量筒通过连通管连通于待测容器；所述导波杆从测量筒的顶壁插入，所述雷达信号收发装置设置于导波杆的顶端；

基准套环，其套设导波杆上，位于液面与测量筒顶壁之间，且基准套环与测量筒顶壁之间为设定高度；

所述雷达信号收发装置根据测量筒高度、设定高度、以及雷达波分别达到基准套环和液面的时间值计算得待测容器内的基准液位高度。

在上述技术方案的基础上，所述测量装置还包含若干设置于液面以下的温度传感器，其一个温度传感器设置于待测容器内，其余温度传感器设置于测量筒内不同深度处；所有温度传感器均与雷达信号收发装置相连，所述雷达信号收发装置还用于根据温度传感器测量得到的温度数据，对液位高度进行密度差补偿。

在上述技术方案的基础上，所述测量装置还包含两个分别设置于船体横向和纵向的倾角传感器，两个倾角传感器均与雷达信号收发装置相连；所述雷达信号收发装置还用于根据倾角传感器测量得到的横倾角和纵倾角，对液位高度进行倾角补偿。

本申请公开了一种基于上述船用导波雷达液位的测量装置的测量方法，包含以下步骤：

所述雷达信号收发装置测量得到雷达波到达基准套环、待测工质液面的两个时间值；

所述雷达信号收发装置根据测量筒高度、设定高度和两个时间值计算得到待测工质的基准液位高度。