为什么化工厂几乎都选雷达液位计而不是超声波？

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在工业自动化现场，液位测量虽然看似基础，却直接影响着过程控制的稳定性和生产安全。近年来，越来越多工程师在项目选型时，开始从超声波液位计转向雷达液位计。这背后的原因，其实在大量工程实践和研究中已经得到了验证（Miller, 2020）。

一

它们是怎么“看见”液位的？

雷达液位计

雷达液位计通过发射微波或毫米波电磁信号，信号在空气中传播，遇到物料表面后反射回来。仪表根据发射与接收之间的时间差，计算出液位高度。

目前主流工业雷达液位计的信号频率集中在 6 GHz 至 80 GHz。研究表明，电磁波在气相中几乎不受温度和湿度影响，能够有效穿透蒸汽、雾气和粉尘，高频雷达在分辨率和抗干扰能力方面表现更优，尤其适用于复杂工业环境。厂商报告和学术研究均指出，在蒸汽云、粉尘密闭仓以及带搅拌的容器中，雷达回波的稳定性明显优于超声波。

超声波液位计

超声波液位计通过发射声波（通常在 20–200 kHz 范围内），声波到达物料表面后反射返回，通过时间差计算液位。这种原理结构简单、成本较低，但声波传播速度容易受到环境因素影响，这是其应用受限的主要原因之一（Smith & Johnson, 2021）。

二

工况适应性，往往决定成败

在实际工业现场，温度波动、压力变化、粉尘、蒸汽和泡沫几乎是常态，而非例外。

雷达液位计

大量对比测试表明，雷达液位计为复杂工况而生，在以下条件下依然能保持稳定测量性能：

• 高温、高压

• 强粉尘环境

• 蒸汽、泡沫干扰明显的工况

相关实验和现场数据表明，雷达液位计几乎不受介质物性、压力和环境变化影响，是化工、采矿等行业中可靠性较高的液位测量方案之一（Zhou et al., 2022）。

超声波液位计

相比之下，超声波液位计对环境条件要求较高：

• 温度和压力变化会改变声速，引入测量误差

• 蒸汽、泡沫会衰减声波能量

• 粉尘和湍流会影响回波稳定性

研究指出，在复杂环境中，超声波液位计的测量重复性和稳定性明显下降（Smith & Johnson, 2021）。

三

精度和量程，差距不止一点点

雷达液位计

现代雷达液位计的测量精度可达到 ±1 mm，部分高频型号甚至更高。同时，其测量距离高达150 米，非常适合大型储罐和高料仓应用（Miller, 2020）。

超声波液位计

超声波液位计的测量范围通常在 15 米以内，在工况稳定、结构简单、常压、非密闭的场合，仍然能够满足日常生产需求。但在存在粉尘或强烈扰动的条件下，其测量性能会明显下降。

四

不看价格，看长期维护成本

超声波液位计

由于结构简单、制造成本低，超声波液位计在初期采购阶段具有明显价格优势，安装和调试也较为方便。

然而，多项工程应用分析指出，在工况变化时，其维护频率和误测风险可能增加，长期运行成本并不一定更低（Miller, 2020）。

雷达液位计

因为国产技术研发力度家督，雷达液位计的成本已经全面降低，但其高稳定性和低维护需求，使其在长期运行中表现出更低的综合成本。这一观点在多项行业应用综述中得到了验证。

例如，当前已有国产品牌的高性能雷达物位计，支持蓝牙连接微信小程序或 APP，实现现场无线调试与实时监控，无需开盖、无需上位机，工程师在现场即可完成基础参数配置与状态查看，大幅降低调试门槛与时间成本。

在此基础上，通过云数据网络，设备可接入厂家云平台，实现远程调试与远程监控。厂家工程师可通过云服务器与现场人员进行一对一远程调试，实时查看设备运行状态、回波曲线和测量数据，在线协助完成复杂工况下的参数优化，显著提升调试效率并减少差旅与停机成本。

软件层面，设备支持在线软件更新（OTA），可在不停产或最小干预的前提下完成算法与功能升级，持续适配现场工况变化；同时支持工况调试与参数集中设置，包括量程、盲区、滤波、回波阈值等关键参数的远程修改与下发。

在运维方面，系统可实时查看与解析故障码和诊断信息，提前识别异常趋势，辅助现场人员快速定位问题，减少“盲目换表”和误维护。

配合自主研发的回波学习型智能自适应算法，设备可在运行过程中持续学习现场回波特征，实现虚假回波自动识别、多层回波分离及目标动态追踪，在粉尘、蒸汽、搅拌、泡沫等复杂工况下，仍能保持高质量、稳定、可靠的物位测量。

整体来看，这类雷达物位计不仅在硬件性能上达标，更通过“本地无线 + 云端远程 + 智能算法”的组合，真正实现了操作简便、长期免维护，也使设备从单一测量仪表，升级为可持续优化的智能测量节点。

五

典型应用场景对比

雷达液位计广泛应用于：

• 石油与化工行业

• 采矿与冶金

• 高温、高压及强粉尘工况

超声波液位计更常用于水处理系统，或常压非密闭储罐等相对洁净的应用场合。

六

结语

综合大量研究和工业实践可以看出，雷达液位计与超声波液位计并不存在绝对优劣之分。 关键在于：

• 是否适应于现场环境

• 是否明确精度与可靠性需求

• 是否从全生命周期成本进行评估

在复杂或关键工艺点，雷达液位计更值得信赖；而在条件简单、预算有限的应用中，超声波液位计依然是高性价比方案。

参考文献

1. Chen, Z., Liu, H., & Zhang, W. (2021).Advances in radar-based industrial level measurement: A review of technologies and applications.Journal of Process Control, 52, 120–133.

2. Miller, A.(2020). Level measurement technologies: Radar vs. ultrasonic.Industrial Automation Journal, 35(6), 18–24.

3. Smith, D., & Johnson, M.(2021). Environmental impacts on ultrasonic level measurement: Challenges and solutions.Journal of Automation and Instrumentation,11(3), 45–55.

4. Zhou, X., Wang, Y., & Tang, L.(2022). Comparative performance analysis of radar and ultrasonic level meters in industrial environments.Measurement Science and Technology,15(2), 112–125.

PROFILE

计为技术工程师

陈工

陈工，是计为自动化资深工程师，长期专注于液位测量设备的现场应用与技术改进，具备丰富的工程实践经验。曾多次参与石化、电力等行业项目，对雷达液位计、磁翻板液位计等仪表的选型、安装与故障分析有深入研究，尤其擅长解决密封、振动、温差等极端工况下的安装问题，帮助客户提升系统稳定性与测量可靠性。

计为专注于物位测量仪表的研发与生产，提供可靠的自动化解决方案。拥有50+项国家专利，荣获国家高新技术企业认证。

封面丨小黄

文字丨陈工

图片丨阿刀

审核丨小田

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