一、测量原理(TDR 时域反射)
仪表发出高频电磁脉冲,沿导波杆 / 缆向下传播。
遇到介电常数突变(空气→液体)时,部分脉冲被反射。
计算发射 - 反射时间差,换算出液位高度。
优势:不受泡沫、蒸汽、粉尘、搅拌、温度 / 密度变化影响,精度高。
二、核心系列与参数(Eclipse® 700 系列)
1. 型号与供电
705/706 系列:二线制,24VDC 回路供电,4–20mA+HART/FF/Modbus。
显示:LCD 图形化,可看回波曲线。
2. 量程(按探头类型)
刚性单杆 / 双杆:0.3–6m(常用 0.3–4m)。
同轴杆:0.1–4m(抗干扰最强,适合小罐 / 立管)。
柔性缆式:2–22m(大罐、深槽)。
最大量程:30m(定制)。
3. 精度与响应
测量精度:±1mm(杆式)、±3mm(缆式)。
响应时间:<1s,稳定快。
4. 工况极限(极强)
压力:全真空~43MPa(6250psi)。
温度:-196℃~+450℃(深冷 / 高温蒸汽)。
最低可测介电常数:εᵣ≥1.4(汽油、LPG、LNG 等低介电介质)。
5. 安全与认证
防爆:本安 Ex ia、隔爆 Ex d、无火花。
SIL:SIL 2/3,SFF=93%(可提供 FMEDA)。
符合:API、ASME、IEC、SH/T 等石化规范。
三、选型要点
1. 介质与介电常数(最关键)
εᵣ≥1.4:可用(汽油、柴油、LPG、LNG、水、酸碱)。
εᵣ<1.4:不建议(如纯烃、某些气体)。
强腐蚀:选哈氏合金、钛、PTFE 涂层探头。
高粘度 / 易挂壁:选杆式 + 抗挂壁算法,避免缆式挂料。
2. 量程与探头选择
小罐 / 立管(≤4m):同轴杆 / 双杆(精度高、抗干扰)。
大罐 / 深槽(>4m):柔性缆式(安装方便)。
量程建议:实际液位 + 10%~20% 余量,避免满罐 / 空罐盲区。
3. 温度与压力
高温(>200℃)/ 高压(>10MPa):选高温高压型,法兰连接(PN160/Class 2500)。
深冷(<-40℃):选深冷型,配低温密封。
4. 输出与通讯
常规:4–20mA+HART(DCS/PLC 通用)。
数字:Foundation Fieldbus、Modbus RTU(可选)。
5. 安装与过程连接
顶部安装:法兰(DN50/DN80)、螺纹(NPT/G)、焊接。
侧装 / 旁路:需专用支架,保证探头垂直。
四、安装注意事项
1. 安装位置
垂直安装(顶部中心最佳),探头不碰罐壁 / 搅拌器 / 内件。
远离进料口、出料口、搅拌区,避免液面剧烈波动干扰。
缆式:底部轻微张紧,不松弛、不摆动。
2. 导波杆 / 缆要求
同轴 / 双杆:全程不弯曲、不接触罐壁,否则信号衰减 / 跳变。
缆式:避免扭曲、打结、挂料,定期检查清洁。
3. 过程连接与密封
法兰:密封垫适配温度 / 压力 / 介质,均匀上紧。
螺纹:用生料带 / 密封胶,确保无泄漏。
高温:加散热片 / 隔热管,保护电子仓。
4. 布线与接地
二线制:屏蔽电缆(≥0.75mm²),单端接地(仪表端)。
远离动力线、变频器,避免电磁干扰。
仪表外壳可靠接地(≤4Ω)。
5. 调试与标定
空罐:设零点(0%)。
满罐:设满度(100%)(无需实际满罐,可输入高度)。
启用虚假波学习,自动过滤罐底、焊缝、内件干扰。
五、典型应用场景
石油化工:原油、柴油、汽油、LPG、LNG、酸碱储罐。
电力:除盐水、凝结水、灰浆、脱硫液。
冶金:酸槽、碱槽、电镀液、矿浆。
食品医药:糖浆、食用油、酒精、纯水(卫生级可选)。
特殊工况:高温高压蒸汽、深冷、真空、低介电、强泡沫。
六、常见问题与解决
信号跳变 / 无信号
原因:探头碰罐壁、挂料、干扰、介电过低。
解决:重新安装、清洁探头、加强屏蔽、检查参数。
测量不准 / 漂移
原因:零点 / 满度未设、虚假波未学习、温度影响。
解决:重新标定、学习虚假波、启用温度补偿。
高温下失效
原因:电子仓过热、密封老化。
解决:加散热 / 隔热、选高温型、定期换密封。
七、与非接触雷达对比
表格
| 项目 | 麦格导波雷达(TDR) | 非接触雷达(FMCW) |
|---|---|---|
| 抗干扰 | 极强(不受泡沫 / 蒸汽 / 粉尘) | 一般(泡沫 / 蒸汽影响大) |
| 低介电 | 优(εᵣ≥1.4) | 一般(εᵣ≥1.7) |
| 量程 | 最大 30m | 最大 70m+ |
| 安装 | 需插入介质,垂直要求高 | 非接触,安装灵活 |
| 价格 | 中高 | 中 |

