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E+H雷達(dá)物位計(jì)的測量原理及采用技術(shù)

2013年12月05日 08:47:28人氣:1683來源:東莞市廣聯(lián)工業(yè)設(shè)備有限公司

E+H雷達(dá)物位計(jì)采用微波脈沖的測量方法,并可在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)正常,波束能量低,可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi),對液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量。適用于粉塵、溫度、壓力變化大,有惰性氣體及蒸汽存在的場合。E+H微波物位計(jì)工作方式類似雷達(dá):向被測目標(biāo)發(fā)射微波,由目標(biāo)反射的回波返回發(fā)射器被接收,與發(fā)射波進(jìn)行比較,確定目標(biāo)存在并計(jì)算出發(fā)射器到目標(biāo)的距離。

目前世界上的E+H雷達(dá)(微波)物位計(jì)通有脈沖法(PULS)和連續(xù)調(diào)頻法(FMCW)兩種。 連續(xù)調(diào)頻(FMCW)技術(shù)
  連續(xù)調(diào)頻(FMCW)技術(shù)測量物位是將傳播時(shí)間轉(zhuǎn)換成頻差的方式,通過測量頻率來代替直接測量時(shí)差,來計(jì)算目標(biāo)距離。發(fā)射一個(gè)頻率被線性調(diào)制的微波連續(xù)信號,頻率線性上升(下降),所接收到的回波信號頻率也是線性上升(下降)的,兩者的頻率差將比例于離目標(biāo)的距離。
  頻率被調(diào)制的信號通過天線向容器中被測物料面發(fā)射,被接收的回波頻率信號和一部分發(fā)射頻率信號混合,產(chǎn)生的差頻信號被濾波及放大,然后進(jìn)行快速傅利葉變換(FFT)分析,F(xiàn)FT分析產(chǎn)生一個(gè)頻譜,在此頻譜上處理回波并確認(rèn)回波。
  脈沖波技術(shù)
  脈沖波測距是由天線向被測物料面發(fā)射一個(gè)微波脈沖,當(dāng)接收到被測物料面上反射回來的回波后,測量兩者時(shí)間差(即微波脈沖的行程時(shí)間),來計(jì)算物料面的距離。
  微波發(fā)射和返回之間的時(shí)差很小,對于幾米的行程時(shí)間要以納秒來計(jì)量。脈沖測距采用規(guī)則的周期重復(fù)信號,并重復(fù)頻率(RPF)高。

調(diào)頻連續(xù)波E+H雷達(dá)物位計(jì)在測量過程中應(yīng)用了按照線性變化的高頻信號,雷達(dá)物位計(jì)的信號從天線發(fā)出,在被測量平面反射,回波被天線接收。雷達(dá)物位計(jì)信號的發(fā)出與回波接收的頻率差被用于進(jìn)一步的信號處理,頻率差對應(yīng)于測量距離。一個(gè)大的頻率差應(yīng)對于一個(gè)較大的測量距離。通過FFT頻率差被轉(zhuǎn)化為頻譜差,進(jìn)而換算出測量距離。物位與測量距離的差別取決于空罐的高度。發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和的測量。
  即使工況比較復(fù)雜的情況下,存在虛假回波,用的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。輸入天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路,微處理器對此信號進(jìn)行處理,識別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號識別由智能軟件完成,精度可達(dá)到毫米級。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比:
  D=C×T/2
  其中C為光速
  因空罐的距離E已知,則物位L為:
  L=E-D
  輸出
  通過輸入空罐高度E(=零點(diǎn)),滿罐高度F(=滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定,應(yīng)用參數(shù)將
  自動使儀表適應(yīng)測量環(huán)境。
  對應(yīng)于4-20mA輸出。

關(guān)鍵詞:物位計(jì)
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