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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，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導波桿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，碰到被測介質表面（介電常數(shù)必須大于傳播介質的介電常數(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。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表面的距離D。
FMCW雷達用24GHZ作為測量基頻（載頻），2GHZ為調節(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，經過一定的時間延遲后，接受到回波信號。在線性掃頻中產生的時間差，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米以內罐體介質的液位測量；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導波桿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，碰到被測介質表面（介電常數(shù)必須大于傳播介質的介電常數(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。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表面的距離D。
脈沖雷達原理圖
2．調頻連續(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，經過一定的時間延遲后，接受到回波信號。在線性掃頻中產生的時間差，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米以內罐體介質的液位測量；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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