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雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理與選型辦法
雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理與選型辦法
雷達(dá)液位計(jì)是20世紀(jì)60年代中期國(guó)外開(kāi)始生產(chǎn)使用的新技術(shù)產(chǎn)品。它是一種采用微波測(cè)量技術(shù)、非接觸式的液位測(cè)量?jī)x表。在初期,它主要用于海船油槽液 位測(cè)量。它克服了以前使用機(jī)械式接觸型液位儀表的諸多缺點(diǎn),比如清洗的困難和維修的不便等。隨后,雷達(dá)液位計(jì)被用于在岸上儲(chǔ)罐液位的測(cè)量以及煉油裝置中液 位的測(cè)量。隨著石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展,雷達(dá)液位計(jì)的應(yīng)用范圍日益廣泛,特別是高精度的特點(diǎn)得到了計(jì)量機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,滿足貿(mào)易交接的物料計(jì)量要求 。
一、雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理與特點(diǎn):
雷達(dá)液位計(jì)是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被測(cè)容器的液面發(fā)射,當(dāng)電磁波到達(dá)液面后反射回來(lái),被同一天線接收并檢測(cè)出發(fā)射波及回波的時(shí)差,從而計(jì)算出液面高度。
二、雷達(dá)位計(jì)有2種工作模式,分別對(duì)應(yīng)兩種測(cè)量原理。
1.脈沖微波方式(PTOF)
這種方式是一種“俯視式”時(shí)間行程測(cè)量系統(tǒng),測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)過(guò)天線以固定的帶寬周期地發(fā)射某一固定頻率的微波脈沖,在被測(cè)物料表而產(chǎn)生反射后由雷達(dá)系統(tǒng)所 接收。天線接收反射的微波脈沖并將其傳給電子線路,微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理,識(shí)別出微波脈沖在物料表而所產(chǎn)生的回波,并據(jù)此計(jì)算液位(如圖1所不),將 被測(cè)液位距離成正比關(guān)系的時(shí)間再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
2.調(diào)頻連續(xù)波方式(FMCW) 這種方式的雷達(dá)液位計(jì)的微波源是x波段的旅控振蕩器,天線發(fā)射的微波是頻率被線形調(diào)制的連續(xù)波,當(dāng)回波被天線接收到時(shí),微波發(fā)射頻率已經(jīng)改變。發(fā)射波與回波的頻率差正比于天線到液面的距離,以此計(jì)算出液位高度。
三、OF法與FMCW法的比較 :
對(duì)于PTOF方法,脈沖的時(shí)間行程可以直接返回到不受溫度影響的石英振蕩器。對(duì)于FMCW方法,必須采用昂貴的振蕩器溫度穩(wěn)定裝置,或安裝內(nèi)部的參考源,通常需要不斷地進(jìn)行校準(zhǔn)。
采用 PTOF方法測(cè)量的雷達(dá)僅在很少的工作時(shí)間內(nèi)向振蕩系統(tǒng)供電,采用FMCW方法的雷達(dá)液位計(jì)在整個(gè)工作過(guò)程期間,約有一半的時(shí)間需向振蕩系統(tǒng)供電。
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