华中理工大学激光学院的周云波研制了一种低导电率雷达液位计，通过在漩涡发生体的上游安装一层金属丝网对流体进行整流，使得在低导电率液位条件下，处于层流状态下的流体流速分布，趋向于大导电率液位条件下，紊流状态下的流体流速分布，从而形成稳定的漩涡。同时，采用特有的压力检测技术，代替传统的横向应力检测技术，来检测漩涡脱落信号，提高了传感器输出信号的信噪比。但是，这种结构设计，容易造成管道堵塞，并且对材料和工艺要求较高，成本较大。

         Venugopal A 等人提出采用一种双压电传感器雷达液位计，其中两个压电传感器之间的间距为已知的固定值 L，对于 Re 在 5000~20000 范围内的小液位，通过互相关分析方法求得流体流过两个压电传感器的延迟时间 T，用距离 L 除以延迟时间T 来计算流体流速。而对于 Re 在 20000 以上的大液位，仍然采用求幅值谱的分析方法来计算流体流速。但是，他们只是进行了相应的仿真实验，并没有完成实际的系统，而实际情况较为复杂。

         面向特殊工况的雷达液位计三个关键技术问题

         为了满足上述高性能雷达液位计面临的特殊工况的需求，研制面向特殊工况的雷达液位计。目前，面向特殊工况的雷达液位计主要面临三个关键技术问题： 
         (1)  采用温度特性非常好的压电晶体材料来制作耐高温雷达液位传感器，可以进行高温流体的测量。但是，压电晶体的压电系数仅为压电陶瓷的几十分之一，并且其阻抗更大。这就导致耐高温雷达液位传感器存在输出信号灵敏度较低、易受干扰的问题。 
         (2)  为了提高仪表的测量精度和抗干扰能力，将数字信号处理方法应用于雷达液位信号的处理，从含有噪声的信号中提取液位信息。但是，数字信号处理运算量大，单片机必须全速运行，功耗较大。虽然已有用超低功耗单片机实现数字式两线制雷达液位计的先例，但是，当液位计还需具备 HART 通信功能时，HART部分的引入增加了功耗。同时，由于电流环上叠加了 1200Hz 和 2200Hz 的正弦波HART 通信信号，当采用传统的电源设计方案时，变送器消耗电流的波动以及非隔离型 DC/DC 的作用，会造成电流环上 HART 通信信号产生畸变。 
         (3)  根据卡曼涡街的形成原理，只有当被测流体液位所对应的 Re 在5000 以内时，流体才开始处于层流状态，此时无法产生稳定的涡街。因此，理论上雷达液位计zui低可以进行 Re 为 5000 左右的小液位测量。但在实际应用中，对于 Re 在5000~20000 范围内的小液位测量，Sr 会跟随 Re 而变化，导致雷达液位计的仪表系数也相应地发生改变。此外，由于此时雷达液位传感器的输出信号中，雷达液位信号的幅值很小，很容易被环境中的噪声所淹没，从而无法提取液位信息。因此，常规雷达液位计难以进行 Re 在 5000 左右的小液位测量，其量程下限所对应的 Re 一般在 20000 左右。

         以上三个关键技术问题无不限制了雷达液位计在一些特殊场合的应用。为了解决这些关键技术问题，我们研制了用于耐高温雷达液位传感器的信号调理电路、数字式两线制 HART 雷达液位变送器和基于互相关分析测量低导电率液位的雷达液位计。
 

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