在市政排水泵站的液位监测中，雷达液位计凭借非接触测量、抗干扰能力强等优势成为核心设备。然而，部分泵站的液位测量区域因前期设计或后期改造，存在大量交错的管道、阀门等遮挡物，这些遮挡物会反射雷达波，导致液位数据跳变、测量精度下降，甚至引发设备误判。要解决这一问题，需从雷达液位计的探测角度与量程两个核心参数入手，结合泵站实际工况制定科学选择方案，确保设备既能避开遮挡物干扰，又能完整覆盖液位变化范围。

一、遮挡物对雷达液位计测量的干扰机制

在分析参数选择方法前，需先明确管道、阀门等遮挡物对雷达液位计的具体干扰形式，为后续选择提供依据。雷达液位计的工作原理是通过天线发射高频雷达波，雷达波接触液位表面后反射回天线，设备根据传播时间计算液位高度。当测量区域存在遮挡物时，会产生两种关键干扰：

一是雷达波误反射干扰。管道、阀门等金属或硬质材质的遮挡物，会像液位表面一样反射雷达波。若遮挡物位于雷达液位计的探测范围内，设备可能将遮挡物反射的雷达波误识别为液位反射波，导致测量值远高于实际液位（如将管道底部误判为液位表面），或出现数据频繁跳变（在液位反射波与遮挡物反射波之间反复切换识别）。例如，某市政排水泵站的进水井内，一根横向安装的 DN200 输水管位于液位计正下方 1.5m 处，未优化探测角度时，液位计频繁显示 “液位 1.5m”，但实际液位已降至 0.8m，导致水泵启停逻辑混乱。

二是雷达波衰减与遮挡盲区。部分遮挡物（如带保温层的管道、附着污垢的阀门）会吸收或散射雷达波，导致雷达波能量衰减，若液位表面被遮挡物完全遮挡（如阀门叶片横向遮挡液位计与液位的直线传播路径），会形成 “测量盲区”，设备无法接收到液位反射波，直接显示 “无数据” 或 “故障”。例如，某暴雨应急泵站的集水井内，因安装了 3 台潜水排污泵，泵体与进出水管道在液位测量区域形成密集遮挡，未合理选择量程时，液位计在液位低于 1m 时因泵体遮挡完全无法测量，失去对低液位的监控能力。

二、雷达液位计探测角度的选择方法：精准避开遮挡物

雷达液位计的探测角度（通常指雷达波的波束角）由天线类型决定，常见的喇叭天线波束角为 2°-15°，抛物面天线波束角可窄至 0.5°-2°。在存在遮挡物的泵站场景中，探测角度选择需遵循 “波束覆盖无遮挡、聚焦液位表面” 的原则，具体可通过以下三步实现：

（一）现场测绘：明确遮挡物分布与安全距离

首先需对泵站液位测量区域进行实地测绘，标注所有遮挡物的位置、尺寸及与测量点的相对距离。核心是计算 “最小安全距离”—— 即雷达液位计天线到遮挡物的距离，需满足波束角覆盖范围不触及遮挡物。计算公式为：安全距离 = 遮挡物高度（或宽度）/ 2 /tan (波束角 / 2) 。例如，若测量区域内有一个高度为 0.5m 的阀门，计划选用波束角为 8° 的雷达液位计，根据公式计算，安全距离 = 0.5/2 /tan (4°)≈0.25 / 0.0699≈3.58m，即液位计天线到阀门的水平距离需大于 3.58m，才能避免波束触及阀门。

实际操作中，需注意两个细节：一是若遮挡物为不规则形状（如弯曲的管道），应取其最突出部位的尺寸计算安全距离；二是对于多层管道交错的场景，需分别计算各层遮挡物的安全距离，以最大安全距离作为选址依据。例如，某泵站集水井内有上下两层管道，上层管道安全距离计算为 4m，下层为 3m，则液位计安装点需与两层管道的水平距离均大于 4m。

（二）天线类型选择：根据遮挡密度匹配波束角

根据遮挡物的密集程度，选择不同波束角的天线：

高密度遮挡场景（如泵站泵房内管道交错、泵体密集）：优先选择抛物面天线，波束角窄至 0.5°-2°，可将雷达波聚焦于狭窄区域，减少与遮挡物接触的概率。例如，某工业废水提升泵站的泵房内，因安装了 4 台卧式离心泵，管道与泵体在液位测量区域形成 “网格状” 遮挡，原使用波束角 10° 的喇叭天线液位计，数据跳变率达 30%；更换为波束角 1° 的抛物面天线后，跳变率降至 2% 以下，且测量精度满足 ±5mm 要求。

中低密度遮挡场景（如进水井内仅有 1-2 根横向管道）：可选用波束角 5°-8° 的喇叭天线，在兼顾测量范围的同时避开遮挡物。此类天线成本低于抛物面天线，且安装调试更简便，适合多数常规泵站场景。例如，某市政雨水泵站的进水井内有一根 DN300 的进水管道，距离测量点水平距离 5m，选用波束角 6° 的喇叭天线，根据安全距离公式计算，波束覆盖范围在管道位置的垂直高度为 2×5×tan (3°)≈0.52m，而管道直径为 0.3m，波束仅覆盖管道顶部，未触及管道主体，避免了误反射。

（三）安装角度调整：优化波束传播路径

除水平距离外，安装角度的微调也能进一步避开遮挡物。常规情况下，雷达液位计垂直安装（与液位表面垂直），但当遮挡物位于正下方时，可适当倾斜安装（倾斜角度不超过 15°），使波束传播路径偏离遮挡物。例如，某泵站的出水井内，液位计正下方 1m 处有一根横向排污管，垂直安装时波束直接照射管道；将液位计倾斜 10° 安装后，波束路径偏移，经计算，在液位高度 2m 时，波束与管道的水平距离增加 0.35m（偏移距离 = 安装高度 ×tan (倾斜角度)），成功避开管道遮挡。

需注意的是，倾斜安装会导致雷达波传播距离增加，需在设备参数中修正安装角度，避免因传播路径变长导致测量误差。多数主流雷达液位计支持角度参数设置，可直接输入倾斜角度，设备自动补偿计算误差。

三、雷达液位计量程的选择方法：完整覆盖液位变化范围

量程选择需兼顾 “无盲区覆盖” 与 “测量精度”，避免因量程过大导致低液位测量精度不足，或因量程过小无法覆盖高液位。在存在遮挡物的场景中，量程选择需结合遮挡物位置与液位变化极限值，具体遵循以下原则：

（一）确定量程上下限：结合极端工况与遮挡盲区

量程上限需覆盖泵站液位的最大可能高度，包括暴雨时的满液位、管道倒灌导致的异常高液位。通常以泵站集水井或水池的设计最高水位（如溢流水位）为基准，增加 10%-20% 的冗余量。例如，某泵站集水井的设计最高水位为 5m，考虑到暴雨时可能出现的水位波动，量程上限可设定为 6m（5m×1.2）。

量程下限需避开 “底部遮挡盲区”—— 即液位低于某一高度时，遮挡物（如泵体、底部管道）会完全遮挡波束。需通过实地测试确定最低可测量液位：将液位逐步降低，记录液位计从 “正常测量” 变为 “数据异常” 的临界高度，以该高度减去 0.5m 作为量程下限（预留安全余量）。例如，某泵站测试发现，当液位低于 0.8m 时，泵体开始遮挡波束，液位计数据异常，则量程下限可设定为 0.3m，确保液位在 0.3m-0.8m 之间时仍能正常测量。

此外，需注意雷达液位计的 “死区”（天线底部到最小测量距离的范围），量程下限需大于死区。常规雷达液位计的死区为 0.1m-0.5m，例如，若设备死区为 0.2m，且底部遮挡盲区对应的临界高度为 0.8m，则量程下限需同时满足 “大于 0.2m” 和 “小于 0.8m”，最终可设定为 0.3m-0.5m。

（二）量程分段设置：适配液位变化差异

市政排水泵站的液位变化存在明显的 “雨季 - 旱季” 差异：雨季液位快速上升至高位，且波动频繁；旱季液位长期处于低位，变化平缓。针对这种差异，可采用 “量程分段” 策略，通过设备的可编程功能，设置不同液位区间对应的测量精度：

高液位段（如 3m-6m，雨季主要区间）：设定较宽的量程，但保证 ±0.1% 的精度，满足水泵启停控制的需求（如液位达到 5.5m 时启动备用泵）；

低液位段（如 0.3m-3m，旱季主要区间）：缩小量程范围，将精度提升至 ±0.05%，避免因量程过大导致低液位测量误差（如液位在 0.5m 时，误差需控制在 ±0.25mm 内，防止水泵空转）。

例如，某泵站将雷达液位计的量程分为 0.3m-3m（精度 ±0.05%）和 3m-6m（精度 ±0.1%）两段，旱季时设备自动切换至低液位段，测量误差从 ±3mm 降至 ±1.5mm；雨季切换至高液位段，在保证精度的同时覆盖满液位需求，有效解决了 “高液位覆盖不全” 与 “低液位精度不足” 的矛盾。

（三）抗干扰量程验证：模拟遮挡场景测试

量程确定后，需进行现场模拟测试，验证在遮挡物存在的情况下，量程是否能完整覆盖液位变化。测试方法包括：

静态测试：将液位稳定在多个关键点位（如量程下限 0.3m、中间值 3m、上限 6m），观察液位计是否能准确显示，且无遮挡物导致的跳变；

动态测试：通过水泵抽水或进水，模拟液位从 0.3m 升至 6m 再降至 0.3m 的全过程，记录液位计的响应速度与数据稳定性，重点观察液位经过遮挡物附近（如 2m 处的管道）时，是否出现数据异常；

极端测试：模拟暴雨时的液位骤升（如每分钟上升 0.2m）和旱季的液位缓降（如每小时下降 0.1m），验证量程能否快速适配液位变化，且精度符合要求。

某泵站在测试中发现，当液位升至 4.5m 时，因一根横向管道的反射，液位计显示值突然跳至 4.8m，经检查发现，该管道位于量程中段的波束覆盖范围内。通过调整量程分段，将高液位段的波束角微调至 5°（原 6°），缩小波束覆盖范围，再次测试时数据恢复正常，验证了量程与探测角度协同调整的有效性。

四、实践案例：某市政排水泵站的参数优化方案

某位于城市老城区的市政排水泵站，建于 2005 年，近年来因管网改造，在集水井内新增了 2 根 DN400 的进水管道和 1 台潜水排污泵，导致原有的雷达液位计（波束角 12°，量程 0-5m）频繁出现数据跳变，低液位（<1m）时无法测量。通过以下优化方案，解决了遮挡物干扰问题：

探测角度优化：将原喇叭天线（波束角 12°）更换为抛物面天线（波束角 1.5°），根据安全距离公式计算，天线到新增管道的水平距离为 4m，满足 “安全距离 = 0.4m（管道直径）/2 /tan (0.75°)≈0.2 / 0.01309≈15.28m”？此处计算有误，重新计算：管道直径 0.4m，波束角 1.5°，安全距离 =（0.4/2）/tan (1.5°/2)=0.2 /tan (0.75°)≈0.2 / 0.01308≈15.29m。但实际泵站集水井宽度仅 8m，无法满足 15.29m 的安全距离。因此，调整安装位置，将液位计安装在集水井侧壁，与管道的水平距离改为 3m，同时倾斜 12° 安装，使波束路径偏离管道。经计算，倾斜后波束在管道位置的偏移距离 = 安装高度（6m）×tan (12°)≈1.28m，避开了管道遮挡。

量程优化：通过实地测试，确定底部遮挡盲区的临界高度为 1.2m（液位低于 1.2m 时泵体遮挡波束），设备死区为 0.3m，因此将量程下限设定为 0.5m（大于死区 0.3m，且低于临界高度 1.2m，预留 0.7m 安全余量）；量程上限结合溢流水位 5.5m，设定为 6m（5.5m×1.1，预留 10% 冗余）。同时设置量程分段：0.5m-3m（精度 ±0.05%）、3m-6m（精度 ±0.1%），适配旱季与雨季的液位变化。

优化后，该泵站的雷达液位计数据跳变率从 45% 降至 1.2%，低液位测量范围扩展至 0.5m，完全覆盖旱季液位（0.8m-2m），雨季时能准确捕捉液位从 0.5m 升至 6m 的全过程，为水泵启停控制和暴雨应急调度提供了可靠数据支持。

五、总结与建议

在存在管道、阀门等遮挡物的市政排水泵站中，雷达液位计的探测角度与量程选择需 “因地制宜、协同优化”：探测角度选择需以现场遮挡物测绘为基础，通过计算安全距离、匹配天线类型、微调安装角度，实现波束对遮挡物的精准规避；量程选择需结合极端液位、底部盲区与设备死区，通过分段设置与模拟测试，确保完整覆盖液位变化范围。

同时，建议在实际应用中注意以下两点：一是定期清理雷达液位计的天线表面，避免污垢附着导致波束衰减，影响参数选择效果；二是建立遮挡物动态监测机制，若泵站后期新增管道、泵体等设施，需重新评估遮挡物分布，及时调整探测角度与量程。通过科学的参数选择与持续的运维管理，可充分发挥雷达液位计的性能，为市政排水泵站的安全稳定运行提供保障。