雷達(dá)物位計(jì)原理
雷達(dá)物位計(jì)作為一種常見的物位儀表產(chǎn)品,經(jīng)常用于對各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi)的液體、漿料及顆粒料的物位測量。
按照微波的波形,非接觸式雷達(dá)物位計(jì)又可分為脈沖雷達(dá)物位計(jì)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)。而接觸式雷達(dá)物位計(jì)主要有導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì),下面就結(jié)合這幾種常見雷達(dá)物位計(jì)原理。
1、導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)
導(dǎo)波雷達(dá)發(fā)出高頻微波脈沖沿著探測組件(鋼索或者鋼管)傳播,當(dāng)遇到被測介質(zhì)時,由于介電常數(shù)突變,引起發(fā)射,一部分脈沖能量被反射回來。發(fā)射脈沖與反射回來的脈沖的時間間隔與被測介質(zhì)的距離成正比。通過雷達(dá)物位計(jì)記錄的發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間,可以推算出實(shí)際的物位值。
2、脈沖雷達(dá)物位計(jì)
脈沖雷達(dá)物位計(jì)通過發(fā)射微波脈沖,脈沖以光速(在空氣中)傳播,在碰到被測介質(zhì)表面(介電常數(shù)必須大于傳播介質(zhì)的介電常數(shù))后,部分微波被反射回來(反射量取決于料面平整度/介電常數(shù)大?。?,被同一天線接收,介質(zhì)的反射量(率)越大,信號就越強(qiáng),越好測量;反射量(率)越小,信號就越弱,越容易受干擾。通過準(zhǔn)確的識別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間間隔△t,可以進(jìn)一步計(jì)算出天線到達(dá)被測介質(zhì)表面的距離D。
3、調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)
FMCW雷達(dá)用24GHZ作為測量基頻(載頻),2GHZ為調(diào)節(jié)頻寬,整個掃描時間為7ms,完成一次線性掃描,信號發(fā)射后,經(jīng)過一定的時間延遲后,接收到回波信號。在線性掃頻中產(chǎn)生的時間差,與液位距離呈正比例,由于有許多反射波,將所有的回波時間進(jìn)行快速傅立葉(FFT)變換,將時間信號轉(zhuǎn)換成有一定能量的頻譜,比較高和比較陡的視頻譜信號為有用信號。
雷達(dá)物位計(jì)的優(yōu)勢
雷達(dá)物位計(jì)應(yīng)用非常廣泛,深受用戶青睞,這是由其所具有的獨(dú)特優(yōu)勢決定的??傮w來說,雷達(dá)物位計(jì)的優(yōu)勢主要有以下幾點(diǎn):
一、可測量固體和液體
雷達(dá)物位計(jì)之所以叫做“物位計(jì)”,就是因?yàn)槠淇梢詫σ后w、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量,這一優(yōu)勢在一定程度上擴(kuò)大了其應(yīng)用的范圍。
二、具有很強(qiáng)的通用性
不同于其他物位計(jì),雷達(dá)物位計(jì)不受粉塵、溫度、壓力的影響,可以很好地應(yīng)用于有惰性氣體及蒸汽存在的場合。
三、采用非接觸式測量法
雷達(dá)物位計(jì)的信號從天線發(fā)出,遇到被測介質(zhì)表面后反射回波,回波又被天線接收,所以雷達(dá)物位計(jì)不用與被測介質(zhì)接觸即可測量其物位情況,這使得雷達(dá)物位計(jì)能夠用于測量腐蝕性較強(qiáng)的物料,并且絲毫不受影響。
四、其他優(yōu)勢
雷達(dá)物位計(jì)對人體及環(huán)境均無傷害,且不受介質(zhì)比重和介電常數(shù)變化的影響,不需要現(xiàn)場調(diào)校,具有較長的使用壽命。
雷達(dá)物位計(jì)與超聲波物位計(jì)相比有哪些優(yōu)勢
1.安裝上:由于頻率和天線尺寸的關(guān)系,采用更高頻率的雷達(dá)物位計(jì)天線尺寸小,雷達(dá)物位計(jì)容易安裝;
2.精度上:雷達(dá)物位計(jì)比超聲波物位計(jì)更好;
3.測量盲區(qū)上:雷達(dá)測量盲區(qū)相對超聲波更?。?/div>
4.承受力上:相比采用機(jī)械波的超聲波物位計(jì),雷達(dá)基本不受真空、空氣中的水蒸氣、粉塵(石墨、鐵合金等高介電性的粉塵除外)、溫度壓力變化影響;
5.反射率上:由于雷達(dá)頻率更高,因此波長更短,對傾斜的固體表面有更好的反射;
6.抗干擾上: 由于雷達(dá)頻率更高,因此雷達(dá)波束角小,能量集中,增強(qiáng)回波能力同時又有利于避開干擾物。