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幾種常見雷達物位計的原理與應用

作者:admin 來源:網絡 發布日期:2020-07-25 總瀏覽:

 

雷達物位計作為一種常見的物位儀表產品,經常用于對各種金屬、非金屬容器或管道內的液體、漿料及顆粒料的物位測量。按照雷達物位計的工作方式進行劃分,有接觸式和非接觸式兩種雷達物位計。與接觸式雷達物位計相比,非接觸式雷達物位計是近年來發展最快的一種測量儀器,它具有安裝簡單、維護量少、使用方式靈活、不受倉內粉塵、溫度等因素影響等優點。按照微波的波形,非接觸式雷達物位計又可分為脈沖雷達物位計和調頻連續波雷達物位計。而接觸式雷達物位計主要有導波雷達物位計,下面就結合這幾種常見雷達物位計談談他們的原理和應用。

一、幾種常見雷達物位計的原理

1、導波雷達物位計

導波雷達發出高頻微波脈沖沿著探測組件(鋼索或者鋼管)傳播,當遇到被測介質時,由于介電常數突變,引起發射,一部分脈沖能量被反射回來。發射脈沖與反射回來的脈沖的時間間隔與被測介質的距離成正比。通過雷達物位計記錄的發射脈沖與接收脈沖的時間,可以推算出實際的物位值。

2、脈沖雷達物位計

脈沖雷達物位計通過發射微波脈沖,脈沖以光速(在空氣中)傳播,在碰到被測介質表面(介電常數必須大于傳播介質的介電常數)后,部分微波被反射回來(反射量取決于料面平整度/介電常數大小),被同一天線接收,介質的反射量(率)越大,信號就越強,越好測量;反射量(率)越小,信號就越弱,越容易受干擾。通過準確的識別發射脈沖與接收脈沖的時間間隔△t,可以進一步計算出天線到達被測介質表面的距離D。

3、調頻連續波雷達物位計

FMCW雷達用24GHZ作為測量基頻(載頻),2GHZ為調節頻寬,整個掃描時間為7ms,完成一次線性掃描,信號發射后,經過一定的時間延遲后,接收到回波信號。在線性掃頻中產生的時間差,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行快速傅立葉(FFT)變換,將時間信號轉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。

二、幾種常見雷達物位計的應用

由于雷達物位計具有測量精準、性能穩定、可靠性高、維護簡便、適用范圍廣等優點,其應用范圍非常廣泛,涵蓋了電力、鋼鐵、冶金、水泥、石油化工、造紙、食品等行業,適用于粉塵、溫度、壓力變化大,有惰性氣體及蒸汽存在的場合。但是由于不同的雷達物位計其應用的原理不同,其解決的應用工況差異也很大。具體表現如下:

1、脈沖雷達物位計在大部分應用場合一般都能應用,通常用于圓柱形、35米以內罐體內介質的液位測量。

2、對于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲罐,通常使用導波雷達物位計進行液位測量。

3、在測量大量程、粉塵較大的容器或儲罐的介質時,就必須使用能量大、抗干擾能力強的調頻連續波雷達物位計,否則測量的結果可能不夠準確。