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雷达物位计工作原理与应用领域

雷达物位计利用回波测距原理,其喇叭状或杆状天线向被测物料面发射微波,微波传播到不同相对介电率的物料表面时会产生反射,并被天线所接收。发射波与接收波的时间差与物料面与天线的距离成正比,测出传播时间即可得知距离。

雷达物位计工作原理与应用领域


 
雷达物位计按使用微波的波形可分为调频连续波雷达物位计和脉冲波雷达物位计。

(1)调频连续波雷达物位计原理

调频连续波物位雷达采用FMCW(频率调制/连续波)体制,安装在罐顶物位计通过天线向物面发射经频率调制的电磁波信号,被测表面返回的信号被发射天线接收,并与天线发射的瞬时频率信号比较。由于信号的频率按照一定规律不断变化,因此比较信号频率与天线到物面的直线距离成比例。综合测量信号与油罐形状参数,进行几何处理,就可以得到精确的物位高度和剩余量信息。主要用于高精度的高端产品,测量精度可以达0.1%F.S.,甚至更高。

(2)脉冲波雷达物位计原理

雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲(例如:6G频率雷达,即:发送一个△t时间(一般为1ns)的脉冲,叠加6GHZ的正弦波信号),这个脉冲以光速在空间传播,碰到被测介质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。由于其发射脉冲与接收脉冲的时间间隔非常小,一般都采用时间拓展技术,并采用多次测量求平均的方法获得最终结果。这种测量技术决定了其精度为0.2~0.3%F.S.。

3 雷达物位计的应用领域

雷达物位计具备非接触、低保护、不挂料、抗粘贴、高性能、高可靠性,运用生存的年限长等优势,在与电容、重锤等接触式仪表对比,具备无可比拟的优良性。由于微波是电磁波,以光速传播且不受介质特性影响,所以在一些有温度、压力、蒸汽等场合,超声波物位计不能正常工作,而雷达物位计可以使用。即使极限温度、极限压力、强腐蚀介质、易挥发介质、带搅拌涡流、结垢挂料及高度飞尘粉尘等工况下也能可靠测量。主要应用领域包括:

(1)化工与石化储存容器及工艺储罐;

(2)制药业反应器;

(3)食品与饮料制造业;

(4)炼油工艺容器;

(5)水及污水处理;

(6)水电力发电及水坝;

(7)水泥、粉末、木片屑及其它固料测量应用。

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