雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理

1.微波脈沖測(cè)量法的測(cè)量原理

    雷達(dá)液位計(jì)在測(cè)量過程中,雷達(dá)天線發(fā)出微波脈沖,頻率通常在10GHz附近,在被測(cè)物料表面產(chǎn)生反射,并被雷達(dá)系統(tǒng)所接受,將接受的微波脈沖傳輸給電子線路,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面所產(chǎn)生的回波。電磁波在空氣中是以光速傳播的,雷達(dá)液位計(jì)距離物料表面的距離可用下式表示

D=1/2CT

式中:D一雷達(dá)液位計(jì)距離物料表面的距離

C一光速

T一脈沖時(shí)間

則液位為

L=E-D

式中:L一液位

E一罐的總高

D一一空高

2.連續(xù)波線性調(diào)頻原理

    在測(cè)量過程中,雷達(dá)液位計(jì)天線發(fā)射的微波是頻率波線性調(diào)制的連續(xù)波。當(dāng)回波被雷達(dá)天線收到時(shí),天線發(fā)射的微波頻率已經(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。

    它們經(jīng)過的時(shí)間行程為τ=t-t0發(fā)射頻率隨時(shí)間線性增加,增加的斜率為K,當(dāng)發(fā)射的連續(xù)波遇到液面發(fā)生反射,反射的回波比發(fā)射波滯后了一段時(shí)間τ=t-t0。

根據(jù)微波傳播原理

τ=D/C

同時(shí),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

從而得出:D=CfK/2

    由上式可以看出,D和f成正比,只要測(cè)得差頻f,就可以算出空高D,從而計(jì)算出液面的高度。微波脈沖雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量液位時(shí)需要測(cè)量的是時(shí)間,而連續(xù)波線性調(diào)頻雷達(dá)液位計(jì)測(cè)得的是頻率差,而不是直接測(cè)量時(shí)間。在實(shí)際的測(cè)量過程中,油罐的相對(duì)高度不大,電磁波的傳播速度很快,因此直接測(cè)量時(shí)間差,使雷達(dá)液位計(jì)的精度大大降低。連續(xù)波線性調(diào)頻雷達(dá)液位計(jì)克服了這一缺點(diǎn),提高了儀表的測(cè)量精度。