鐵東幾種常見雷達(dá)物位計(jì)的原理

　　雷達(dá)物位計(jì)作為一種常見的物位儀表產(chǎn)品，常用于測量各種金屬和非金屬容器或管道中的液體、泥漿和顆粒物料的物位。根據(jù)雷達(dá)物位計(jì)的工作方式，雷達(dá)物位計(jì)有接觸式和非接觸式兩種。與接觸式雷達(dá)物位計(jì)相比，非接觸式雷達(dá)物位計(jì)是近年來發(fā)展最快的測量儀器，具有安裝簡單、維護(hù)少、使用靈活、不受倉庫灰塵和溫度影響等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)微波波形，非接觸式雷達(dá)物位計(jì)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)。接觸式雷達(dá)物位計(jì)主要包括鐵東導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)。本文討論了這些常用雷達(dá)物位計(jì)的原理和應(yīng)用。

　　一、幾種常見雷達(dá)物位計(jì)的原理

　　1.鐵東導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)

　　導(dǎo)波雷達(dá)發(fā)射的高頻微波脈沖沿探測部件(鋼纜或鋼管)傳播。遇到被測介質(zhì)時(shí)，由于介電常數(shù)突變而發(fā)射，一部分脈沖能量被反射回來。發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間間隔與被測介質(zhì)的距離成正比。實(shí)際物位值可以由雷達(dá)物位計(jì)記錄的發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)間來計(jì)算。

　　2.脈沖雷達(dá)物位計(jì)

　　脈沖雷達(dá)物位計(jì)發(fā)射微波脈沖，微波脈沖以光速傳播(在空氣中)。擊中被測介質(zhì)表面后(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(反射量取決于材料表面的平整度/介電常數(shù))，由同一天線接收。介質(zhì)的反射量(反射率)越大，信號越強(qiáng)，測量越好。反射量(速率)越小，信號越弱，越容易受到干擾。通過精確地識(shí)別發(fā)射脈沖和接收脈沖之間的時(shí)間間隔t，可以進(jìn)一步計(jì)算從天線到被測介質(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)使用24GHZ作為測量基頻(載頻)，2GHZ作為調(diào)整帶寬，整個(gè)掃描時(shí)間為7ms，完成一次線性掃描。信號發(fā)射后，經(jīng)過一定時(shí)間延遲后接收到回波信號。線性掃頻產(chǎn)生的時(shí)間差與物位距離成正比。由于反射波較多，所有的回波時(shí)間都是通過快速傅里葉變換(FFT)進(jìn)行變換，將時(shí)間信號轉(zhuǎn)換成具有一定能量的頻譜。較高和較陡的視頻頻譜信號是有用的信號。