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- 【导读】 雷达物位计'>雷达物位计的测量原理与分类 测量原理雷达物位计主要由雷达探测器(一次表)和雷达显示仪(二次表)组成。雷达探测器主要由主体、连接法兰和天线三部分组成。天线分为
雷达液位计'>雷达液位计的测量原理和分类
测量原理雷达液位计主要由雷达探测器(主仪表)和雷达显示仪表(副仪表)组成。雷达探测器主要由三部分组成:主体,连接法兰和天线。天线分为两种:喇叭型和直接连接到波导。雷达指示器提供与主机相连的RS-485接口,该RS-485接口可以传输诸如液位和警报信号之类的参数,还可以通过主机控制智能雷达指示器。
雷达探测器使用线性调频连续波测距原理:天线发射的微波是对频率波进行线性调制的连续波。当天线接收到回声时,天线的传输频率已经改变。可以根据回波和发射波之间的频率差来计算材料表面之间的距离。 FMCW方法的测量电路更加复杂,因此测量精度更高,干扰回波也更容易消除。通常用于更精确的测量方案。雷达探测器的主体包括微波信号源和信号处理部分。在工作过程中,微波信号源输出恒定幅度的线性调频微波信号,产生的频率输出如图1所示:
发射频率随时间线性增加,并且增加的斜率为k。当发射的连续波遇到液面发射时,发射信号的频率在图1中用虚线表示,它比发射信号A落后一定时间τ。
根据微波传播原理:
τ= 2R / C(1)
其中C是微波在3×108km / s空间中的传播速度,R是液位与雷达液位仪之间的距离。
由于回波信号频率的滞后,反射频率与发射信号频率之差为:
f =kτ(2)
将以上两个公式组合后,您将得到:
R = C×f / 2k
显然,R和f成正比。反射液位离液位计越远,差频f越大。因此,可以计算出天线到反射面的距离。
信号处理部分通过使用快速傅立叶变换(FFT)测量混合信号频谱来处理回波信号和发射信号的混合信号,以计算混合信号,并从中分析混合信号频谱,然后消除干扰信号,然后确定天线到反射界面的距离以完成测量。
2.2优点和特征
雷达液位计采用非接触式测量方法。当前,更成熟的非接触式测量技术是超声,核辐射和微波。在化学,石油化工和其他过程工业中,被测介质通常具有复杂的工作条件,例如高温,高压,腐蚀,挥发和冷凝,以及测量仪器的防爆要求。与超声波相比,微波传播特性决定了雷达液位计的优势:
1)定向传播。
2)准光学特性。
3)良好的传输特性。
4)介质对微波的吸收与介质的介电常数成正比。
由其自身的特性决定,雷达液位计在使用中具有以下优点:
1)连续且准确的测量:因为雷达液位计不与被测介质接触,并且几乎不受温度,压力,气体等的影响。
2)维护方便,操作简单:雷达液位计具有故障报警和自诊断功能。
3)应用范围广:非接触式测量,方向性好,传输损耗低,可测量的介质更多。
4)安装简便:在各种行业应用中,雷达液位计可以直接安装在储罐顶部,安装非常简单。
雷达液位计通常分为脉冲雷达和调频连续波雷达(FMCW)。脉冲雷达的工作模式类似于超声波液位计的工作模式:天线会定期发出微波脉冲并接收材料的表面回波。同时,对回波信号进行分析和处理,以确认有效回波并根据其计算电平。线性调频连续波测距原理:天线发射的微波是对频率波进行线性调制的连续波。当天线接收到回声时,天线的传输频率已经改变。可以根据回波和发射波之间的频率差来计算材料表面之间的距离。2.3特征分类
根据发射雷达波的频率分为高频雷达和低频雷达。根据高频雷达发射的20 GHz以上高频微波的波特性:速度=波长*频率,我们可以知道24 GHz高频微波的波长比其他频段的雷达波短得多。一般而言,固体材料表面的形状是倾斜且粗糙的,并且较小的波长可以确保所发射的雷达波可以在ZDCD上反射回粗糙固体表面上的雷达探头。因此,高频雷达主要用于固体介质和大范围场合的测量。低频雷达发射的微波频率为100MHZ〜6MHZ,主要用于液体介质和小范围场合的测量。
根据天线的形式,可以分为普通雷达和导波雷达。普通雷达发射的微波在太空中传播。导波雷达是一种通过波导发送和接收电磁波的物位测量仪器。
导波雷达测量的原理是基于电磁波的时域反射率。当将此原理用于液位测量时,微波发生器每秒产生200,000个能量脉冲,并将其发送到波导,波导和液面。当波导接触时,波导在气体和液体中的电导率完全不同。波导的电导率的这种变化使波导的阻抗发生熔融变化,从而产生原始脉冲的水平反射。
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- 2007-03-12 09:27:50
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