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雷達物位計的種類及其應用
2017-09-11
雷達物位計是物位儀表一種常用產(chǎn)品類型，具有測量精準、性能穩(wěn)定、可靠性高、維護簡便、適用范圍廣等優(yōu)點。可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi)，對液體、漿料及顆粒料的物位進行測量，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。那么，雷達物位計的種類和應用具體有哪些呢？
一、產(chǎn)品分類
按工作方式劃分，雷達物位計可分為接觸式雷達物位計和非接觸式雷達物位計，具體如下：
1．非接觸式（射空雷達） 雷達物位計
非接觸式雷達物位計常用喇叭或桿式天線來發(fā)射與接收微波，儀表安裝在料倉頂部，不與被測介質(zhì)接觸，微波在料倉上部空間傳播與返回。
非接觸式雷達物位計，按照微波的波形又可分為脈沖雷達物位計和調(diào)頻連續(xù)波雷達物位計。
2．接觸式雷達物位計
接觸式雷達物位計一般采用金屬波導體（桿或鋼纜）來傳導微波，儀表從倉頂安裝，導波直達倉底，發(fā)射的微波沿波導體外部向下傳播，在到達物料面時被反射，沿波導體返回發(fā)射器被接收。
這種可以通過導波線或?qū)РU直接接觸所測物料來測量的接觸式雷達物位計，主要是導波雷達物位計，根據(jù)其采用的金屬波導體不同，又可進一步細分為：纜式（單/雙）、桿式（單/雙）和同軸導波雷達物位計。
相比接觸式雷達物位計，非接觸式雷達物位計具有安裝簡單、維護量少、使用方式靈活、不受倉內(nèi)粉塵、溫度等因素的影響等優(yōu)點，是近年來發(fā)展最快的一種測量儀器。
二、技術原理
1．脈沖雷達物位計
脈沖雷達物位計將發(fā)射微波脈沖，以光速（在空氣中）傳播，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)），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，越好測量；反射量（率）越小，信號就越弱，越容易受干擾。準確的識別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間間隔△t，從而進一步計算出天線到被測介質(zhì)表面的距離D。
FMCW雷達用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，接受到回波信號。在線性掃頻中產(chǎn)生的時間差，將正比例液位距離，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(zhuǎn)換成有一定能量的頻譜，視頻譜比較高和比較陡的信號為有用信號。
導波雷達發(fā)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(zhì)時，由于介電常數(shù)突變，引起發(fā)射，一部分脈沖能量被發(fā)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。
三、應用區(qū)別
雷達物位計的應用范圍很廣泛，涵蓋了電力、鋼鐵、冶金、水泥、石油化工、造紙、食品等領域，但是應用不同原理的雷達物位計，其解決的應用工況也各有不同。
脈沖雷達物位計一般可以用于大部分應用場合，主要針對圓柱形、35米以內(nèi)罐體介質(zhì)的液位測量；但對于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲罐，就需要使用導波雷達物位計進行測量；而針對大量程、粉塵較大的容器或儲罐，就必須使用能量大、抗干擾能力強的調(diào)頻連續(xù)波雷達物位計。
以上是有關“雷達物位計的種類和應用”的相關介紹，如欲了解更多液位開關、磁翻板液位計方面等物位測量儀表方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
一、產(chǎn)品分類
按工作方式劃分，雷達物位計可分為接觸式雷達物位計和非接觸式雷達物位計，具體如下：
1．非接觸式（射空雷達） 雷達物位計
非接觸式雷達物位計常用喇叭或桿式天線來發(fā)射與接收微波，儀表安裝在料倉頂部，不與被測介質(zhì)接觸，微波在料倉上部空間傳播與返回。
非接觸式雷達物位計，按照微波的波形又可分為脈沖雷達物位計和調(diào)頻連續(xù)波雷達物位計。
2．接觸式雷達物位計
接觸式雷達物位計一般采用金屬波導體（桿或鋼纜）來傳導微波，儀表從倉頂安裝，導波直達倉底，發(fā)射的微波沿波導體外部向下傳播，在到達物料面時被反射，沿波導體返回發(fā)射器被接收。
這種可以通過導波線或?qū)РU直接接觸所測物料來測量的接觸式雷達物位計，主要是導波雷達物位計，根據(jù)其采用的金屬波導體不同，又可進一步細分為：纜式（單/雙）、桿式（單/雙）和同軸導波雷達物位計。
相比接觸式雷達物位計，非接觸式雷達物位計具有安裝簡單、維護量少、使用方式靈活、不受倉內(nèi)粉塵、溫度等因素的影響等優(yōu)點，是近年來發(fā)展最快的一種測量儀器。
二、技術原理
1．脈沖雷達物位計
脈沖雷達物位計將發(fā)射微波脈沖，以光速（在空氣中）傳播，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)），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，越好測量；反射量（率）越小，信號就越弱，越容易受干擾。準確的識別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時間間隔△t，從而進一步計算出天線到被測介質(zhì)表面的距離D。
脈沖雷達原理圖
2．調(diào)頻連續(xù)波雷達物位計FMCW雷達用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，接受到回波信號。在線性掃頻中產(chǎn)生的時間差，將正比例液位距離，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(zhuǎn)換成有一定能量的頻譜，視頻譜比較高和比較陡的信號為有用信號。
調(diào)頻連續(xù)波雷達物位計原理圖
3．導波雷達物位計
三、應用區(qū)別
雷達物位計的應用范圍很廣泛，涵蓋了電力、鋼鐵、冶金、水泥、石油化工、造紙、食品等領域，但是應用不同原理的雷達物位計，其解決的應用工況也各有不同。
脈沖雷達物位計一般可以用于大部分應用場合，主要針對圓柱形、35米以內(nèi)罐體介質(zhì)的液位測量；但對于球形罐或者帶有攪拌功能的液體儲罐，就需要使用導波雷達物位計進行測量；而針對大量程、粉塵較大的容器或儲罐，就必須使用能量大、抗干擾能力強的調(diào)頻連續(xù)波雷達物位計。
以上是有關“雷達物位計的種類和應用”的相關介紹，如欲了解更多液位開關、磁翻板液位計方面等物位測量儀表方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術有限公司研發(fā)中心2017年9月11日發(fā)布）
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