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雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理及優(yōu)點(diǎn)特性
雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理及優(yōu)點(diǎn)特性

　　雷達(dá)液位計(jì)主要由雷達(dá)探測(cè)器（一次表）和雷達(dá)顯示儀（二次表）組成。雷達(dá)探測(cè)器主要由主體、連接法蘭和天線三部分組成。天線分為喇叭型和直接與波導(dǎo)管連接兩種形式。雷達(dá)顯示儀提供連接上位計(jì)算機(jī)的RS-485接口，可以傳遞液位等參數(shù)及報(bào)警信號(hào)，亦可通過(guò)上位計(jì)算機(jī)對(duì)智能雷達(dá)顯示儀進(jìn)行控制。
　　雷達(dá)探測(cè)器采用的是線性調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距原理：天線發(fā)射的微波是頻率波線性調(diào)制的連續(xù)波,當(dāng)回波被天線接收到時(shí),天線發(fā)射頻率已經(jīng)改變。根據(jù)回波與發(fā)射波的頻率差可以計(jì)算出物料面的距離。FMCW方式測(cè)量線路較復(fù)雜,從而測(cè)量**度較高,同時(shí)干擾回波也較易去除,一般用于較**的測(cè)量方案。雷達(dá)探測(cè)器的主體中包括微波信號(hào)源、信號(hào)處理部分。工作過(guò)程中，微波信號(hào)源輸出一個(gè)波幅恒定的線性調(diào)頻的微波信號(hào)，其產(chǎn)生的頻率輸出發(fā)射頻率隨時(shí)間線性增加，增加的斜率為k，當(dāng)發(fā)射出去的連續(xù)波遇到液面發(fā)射時(shí)，發(fā)射回來(lái)的信號(hào)比發(fā)射信號(hào)滯后了一定時(shí)間τ。
根據(jù)微波傳播原理知道：
τ＝2R/C (1)
式中C是微波在空間中的傳播速度3×108km/s，R是液面距雷達(dá)液位儀的距離。
由于回波信號(hào)頻率的滯后，使得反射頻率與發(fā)射信號(hào)頻率之間的差頻為：
f=kτ (2)
將以上兩式合并后可以得到：
R=C×f/2k
顯然R與f是成正比的，反射液面離液位儀的距離越遠(yuǎn)所產(chǎn)生的差頻頻率f越大，因此可計(jì)算天線到反射面的距離。
　　信號(hào)處理部分則對(duì)回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的混合信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)測(cè)量混合信號(hào)頻譜，用快速傅立葉變換（FFT）來(lái)計(jì)算混合信號(hào)，從中對(duì)混合信號(hào)頻譜進(jìn)行分析，排除掉干擾信號(hào)，然后確定天線到反射界面的距離，從而完成測(cè)量。
 
優(yōu)點(diǎn)特性
　　雷達(dá)液位計(jì)采用非接觸式測(cè)量方法。非接觸式測(cè)量方法是今年來(lái)測(cè)量物位的主要方法，目前較成熟的非接觸測(cè)量技術(shù)有超聲波、核輻射和微波。而在化工、石化等過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域，由于被測(cè)介質(zhì)普遍存在高溫、高壓、腐蝕、揮發(fā)、冷凝等復(fù)雜工況，且對(duì)測(cè)量?jī)x表有防爆要求。相比與超聲波，微波傳播的自身特點(diǎn)決定了雷達(dá)液位計(jì)的使用優(yōu)勢(shì)：
1） 定向傳播。
2） 準(zhǔn)光學(xué)特性。
3） 傳輸特性好。
4） 介質(zhì)對(duì)微波吸收與介質(zhì)的介電常數(shù)成比例。
由其自身特性決定，雷達(dá)液位計(jì)在使用上具有以下優(yōu)勢(shì)：
1） 連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量：由于雷達(dá)液位計(jì)不與被測(cè)介質(zhì)接觸，且受溫度、壓力、氣體等影響非常小。
2） 維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單：雷達(dá)液位計(jì)具有故障報(bào)警及自診斷功能。
3） 適用范圍廣：非接觸式測(cè)量，方向性好，傳輸損耗小，可測(cè)介質(zhì)多。
4） 安裝簡(jiǎn)單：在各行業(yè)應(yīng)用中，雷達(dá)液位計(jì)可直接安裝到儲(chǔ)罐頂部，安裝十分簡(jiǎn)單。