雷達(dá)物位計(jì)工作原理與雷達(dá)物位計(jì)原理圖解

近期有許多的小伙伴對(duì)雷達(dá)物位計(jì)非常感興趣，其中有個(gè)小伙伴提出雷達(dá)物位計(jì)的工作原理是什么。那么今天我就向大家來(lái)簡(jiǎn)單地講一講，雷達(dá)物位計(jì)的工作原理是什么。

雷達(dá)物位計(jì)本身就是一款微波式物位計(jì)，因此它采用的是微波定位的工作原理來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。雷達(dá)物位計(jì)是一款新型的測(cè)量?jī)x表，它適用于測(cè)量固體料、液體、水泥、面粉、谷物等。它也是一款采用一體化結(jié)構(gòu)的，非接觸式的測(cè)量?jī)x表。

雷達(dá)物位計(jì)的工作原理是什么?雷達(dá)物位計(jì)按工作方式的分類(lèi)類(lèi)別

一、雷達(dá)物位計(jì)的工作原理

雷達(dá)物位計(jì)利用回波測(cè)距原理，其喇叭狀或桿狀天線向被測(cè)物料面發(fā)射微波，微波傳播到不同相對(duì)介電率的物料表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射，并被天線所接收。發(fā)射波與接收波的時(shí)間差與物料面與天線的距離成正比，測(cè)出傳播時(shí)間即可得知距離。雷達(dá)物位計(jì)按使用微波的波形可分為調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)和脈沖波雷達(dá)物位計(jì)。

二、雷達(dá)物位計(jì)的分類(lèi)

雷達(dá)物位計(jì)按應(yīng)用可分為兩類(lèi)：

(1)庫(kù)存管理或貿(mào)易結(jié)算的高精度液位測(cè)量主要用于石油成品油和化工液體的精度測(cè)量，測(cè)量精度主要為1MM內(nèi)部基本采用調(diào)頻連續(xù)波原理。價(jià)格昂貴，應(yīng)用有限，所以只有少數(shù)公司生產(chǎn)，有適合不同場(chǎng)合的喇叭、拋物面和陣列天線。

(2)用于過(guò)程物位監(jiān)測(cè)。由于工業(yè)過(guò)程種類(lèi)繁多，儀器必須適應(yīng)各種介質(zhì)、不同的溫度和壓力范圍。精度約為0.1%FS或者5mm。近年來(lái)，過(guò)程微波物位計(jì)發(fā)展迅速，主要是為了加速普及。在提高性能的同時(shí)，價(jià)格相對(duì)適中，適合更多的工況。

固體材料位置，特別是氣體輸送材料位置(煙灰、成品水泥)一直是位置測(cè)量的問(wèn)題，但雷達(dá)位置計(jì)可以穩(wěn)定可靠地測(cè)量。

雷達(dá)物位計(jì)作為一種常見(jiàn)的物位儀表產(chǎn)品，經(jīng)常用于對(duì)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(cè)量。按照雷達(dá)物位計(jì)的工作方式進(jìn)行劃分，有接觸式和非接觸式兩種雷達(dá)物位計(jì)。與接觸式雷達(dá)物位計(jì)相比，非接觸式雷達(dá)物位計(jì)是近年來(lái)發(fā)展最快的一種測(cè)量?jī)x器，它具有安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)量少、使用方式靈活、不受倉(cāng)內(nèi)粉塵、溫度等因素影響等優(yōu)點(diǎn)。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(jiàn)雷達(dá)物位計(jì)談?wù)勊麄兊脑砗蛻?yīng)用。

一、幾種常見(jiàn)雷達(dá)物位計(jì)的原理

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(cè)組件(鋼索或者鋼管)傳播，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)時(shí)，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(lái)。發(fā)射脈沖與反射回來(lái)的脈沖的時(shí)間間隔與被測(cè)介質(zhì)的距離成正比。通過(guò)雷達(dá)物位計(jì)記錄的發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)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(guò)發(fā)射微波脈沖，脈沖以光速(在空氣中)傳播，在碰到被測(cè)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(lái)(反射量取決于料面平整度/介電常數(shù)大小)，被同一天線接收，介質(zhì)的反射量(率)越大，信號(hào)就越強(qiáng)，越好測(cè)量;反射量(率)越小，信號(hào)就越弱，越容易受干擾。通過(guò)準(zhǔn)確的識(shí)別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔△t，可以進(jìn)一步計(jì)算出天線到達(dá)被測(cè)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(cè)量基頻(載頻)，2GHZ為調(diào)節(jié)頻寬,整個(gè)掃描時(shí)間為7ms，完成一次線性掃描，信號(hào)發(fā)射后，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間延遲后，接收到回波信號(hào)。在線性掃頻中產(chǎn)生的時(shí)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(shí)間進(jìn)行快速傅立葉(FFT)變換，將時(shí)間信號(hào)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(hào)為有用信號(hào)。

二、幾種常見(jiàn)雷達(dá)物位計(jì)的應(yīng)用

由于雷達(dá)物位計(jì)具有測(cè)量精準(zhǔn)、性能穩(wěn)定、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)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(yè)，適用于粉塵、溫度、壓力變化大，有惰性氣體及蒸汽存在的場(chǎng)合。但是由于不同的雷達(dá)物位計(jì)其應(yīng)用的原理不同，其解決的應(yīng)用工況差異也很大。具體表現(xiàn)如下：

1、脈沖雷達(dá)物位計(jì)在大部分應(yīng)用場(chǎng)合一般都能應(yīng)用，通常用于圓柱形、35米以?xún)?nèi)罐體內(nèi)介質(zhì)的液位測(cè)量。

2、對(duì)于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲(chǔ)罐，通常使用導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)進(jìn)行液位測(cè)量。

3、在測(cè)量大量程、粉塵較大的容器或儲(chǔ)罐的介質(zhì)時(shí)，就必須使用能量大、抗干擾能力強(qiáng)的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)，否則測(cè)量的結(jié)果可能不夠準(zhǔn)確。