導(dǎo)波雷達(dá)液位測(cè)量技術(shù)的新發(fā)展

時(shí)間：2015-11-01作者：西安賽譜自動(dòng)化儀表技術(shù)有限公司瀏覽：138

	
		 總觀工業(yè)儀表的發(fā)展進(jìn)程，每種新的測(cè)量技術(shù)都是為解決工業(yè)過(guò)程測(cè)量中的某些難題而發(fā)展起來(lái)的，從而提高了測(cè)量技術(shù)的水平并帶來(lái)相應(yīng)的工業(yè)效應(yīng)。近幾年來(lái)，由于雷達(dá)液位儀表測(cè)量精度高、使用范圍廣而受到廣大技術(shù)人員的歡迎。有人認(rèn)為，雷達(dá)液位測(cè)量技術(shù)是一種**的液位測(cè)量技術(shù)，可應(yīng)用于所有介質(zhì)的液位測(cè)量。果真如此嗎？筆者認(rèn)為并非如此，雷達(dá)液位計(jì)有其使用的局限性；而新出現(xiàn)的導(dǎo)波雷達(dá)GWR Guided Wave Rada]液位測(cè)量技術(shù)則彌補(bǔ)了雷達(dá)測(cè)量液位中的缺陷，從而具有較廣闊的應(yīng)用前景。
	
一、雷達(dá)與導(dǎo)波雷達(dá)
顧名思義，雷達(dá)指通過(guò)空間傳播**和接收電磁波的液位測(cè)量?jī)x表，導(dǎo)波雷達(dá)則是通過(guò)波導(dǎo)體傳導(dǎo)來(lái)**和接收電磁波的液位測(cè)量?jī)x表。
用雷達(dá)儀表測(cè)量液位似乎是**無(wú)缺，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、**與接收天線均不與介質(zhì)接觸；2、高頻電磁波信號(hào)易于長(zhǎng)距離傳送，可側(cè)大量程；3、測(cè)量不受液面上部空間氣相條件變化的影響。許多雷達(dá)液位儀表制造商認(rèn)為，對(duì)該儀表惟一的挑戰(zhàn)是需要將價(jià)格降到可與其它液位儀表相匹敵的水平即可全面推廣應(yīng)用。但隨著雷達(dá)儀表越來(lái)越多的使用，其缺點(diǎn)也越來(lái)越明顯。
雷達(dá)通過(guò)反射和接收高頻[GHZ]級(jí)、電磁能量，并計(jì)算電磁波達(dá)到液體面并反射回到接收天線的時(shí)間來(lái)進(jìn)行液位測(cè)量；與超聲波液位計(jì)相比，由于超聲波液位計(jì)聲波傳送的固有局限性，雷達(dá)液位計(jì)性能大大**超聲波液位計(jì)。超聲波液位計(jì)聲納所發(fā)出的聲波是一種通過(guò)大氣傳播的機(jī)械波，大氣成分的構(gòu)成會(huì)引起聲速的變化，例如液體的蒸發(fā)汽化會(huì)改變聲波的傳播速度，從而引起聲波液位測(cè)量的誤差。而電磁能量的傳送則沒(méi)有這些局限性，它可以在缺少空氣（真空）或具有汽化介質(zhì)的條件下傳播，并且氣體的波動(dòng)不影響電磁波的傳播速度。
雷達(dá)液位測(cè)量?jī)x表天線的輻射能約為1mW，是一種微弱的信號(hào)，當(dāng)這種信號(hào)**進(jìn)入空氣中傳播時(shí)，能量減弱的非常，當(dāng)信號(hào)到達(dá)液面并反射回來(lái)時(shí)，自液面反射的信號(hào)強(qiáng)度[振幅、與液面的介電常數(shù)有直接關(guān)系，介電常數(shù)非常低的非導(dǎo)電類介質(zhì)，如氫類液體，反射回來(lái)的信號(hào)非常小這種被削弱的信號(hào)在返回至安裝于罐**部的接收天線的途中，能量又被進(jìn)一步削弱，雷達(dá)液位計(jì)所接收到的返回信號(hào)能量小于它所發(fā)出信號(hào)能量的1%；當(dāng)液面出現(xiàn)波動(dòng)和泡沫時(shí)，情況就變的較復(fù)雜，它將信號(hào)散射脫離傳播途徑或吸收大部分能量，從而使返回到雷達(dá)液面功能，能從大量的雜散波中分辨出真實(shí)的液位信號(hào)，當(dāng)用于上述介質(zhì)條件，則石油產(chǎn)品液位，液面波動(dòng)厲害、起泡沫等、和復(fù)雜安裝環(huán)境情況時(shí)，雷達(dá)液位儀表制造廠商不得不降低其儀表性能指標(biāo)或干脆拒絕在這種場(chǎng)所使用。
為了彌補(bǔ)雷達(dá)液位計(jì)的這些缺陷，導(dǎo)波雷達(dá)液位儀表運(yùn)用而生，導(dǎo)波雷達(dá)的工作原理與常規(guī)通過(guò)空間傳播電磁波的雷達(dá)非常相似，


	GWR的基礎(chǔ)是電磁波的時(shí)域反射性TDR[TIME DO MAIN REFECTORY]多年來(lái)TDR一直被用于檢測(cè)發(fā)現(xiàn)埋地電纜和墻內(nèi)埋設(shè)電纜的斷頭。
測(cè)電纜斷頭時(shí)，TDR發(fā)生器發(fā)出的電磁脈沖信號(hào)沿電纜傳播，遇到斷頭時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生測(cè)量反射脈沖；同時(shí)，在接收器中預(yù)先設(shè)定好的與電纜總長(zhǎng)度相應(yīng)的阻抗變化也引發(fā)出一個(gè)基本脈沖，將反射脈沖與基本脈沖相比較，可精確測(cè)出斷頭的位置。
將該原理用于液位測(cè)量時(shí)，TDR發(fā)生器每秒中產(chǎn)生20萬(wàn)個(gè)能量脈沖并發(fā)送入波導(dǎo)體與液體表面的接觸時(shí)，由于波導(dǎo)體在氣體中和液體中的導(dǎo)電性能大不相同，這種波導(dǎo)體導(dǎo)電性的改變使波導(dǎo)體的阻抗發(fā)生聚燃變化，從而產(chǎn)生一個(gè)液位反射原始脈脈沖，同時(shí)在探頭的**部具有一個(gè)預(yù)先設(shè)定的阻抗，該阻抗導(dǎo)致一個(gè)可靠的基本脈沖發(fā)生，該脈沖又稱為基線反射脈沖。雷達(dá)液位計(jì)檢查到液位反射原始脈沖，并與基線反射脈沖相比較，計(jì)接受天線的信號(hào)較加弱小或無(wú)信號(hào)；另外當(dāng)儲(chǔ)罐中有混合攪拌器、管道、梯子等障礙物時(shí)，這些障礙也會(huì)反射電磁波信號(hào)，從而產(chǎn)生虛假的液位信號(hào)；這就是雷達(dá)液位儀表真實(shí)的工作過(guò)程。
正因?yàn)槿绱?，盡管雷達(dá)液位儀表的變送環(huán)節(jié)具有功能完善的微處理器，有較強(qiáng)的信號(hào)處理和分辨從而計(jì)算出介質(zhì)的液位高度。高導(dǎo)電性介質(zhì)[例如水等、液位產(chǎn)生較強(qiáng)的反射脈沖，而低導(dǎo)電性介質(zhì)[如烴類、產(chǎn)生反射較弱，低導(dǎo)電性介質(zhì)使得某些電磁波能沿著探頭[波導(dǎo)體、穿過(guò)液面繼續(xù)向下傳播，直至完全消散或被一種較高導(dǎo)電性的介質(zhì)反射回來(lái)，這就使我們有可能采用GWR測(cè)量?jī)煞N液體的界面[如油/水界面]等，條件是界面下的液體介電常數(shù)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)**界面上液體的介電常數(shù)。


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 毫米波雷達(dá)的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)介紹

  毫米波雷達(dá)概念 所謂的毫米波是無(wú)線電波中的一段，我們把波長(zhǎng)為1～10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長(zhǎng)范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。毫米波的理論和技術(shù)分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。 所謂的毫米波雷達(dá)，就是指工作頻段在毫米波頻段的雷達(dá)，測(cè)距原理跟一般雷達(dá)一樣，也就是把無(wú)線電波（雷達(dá)波）發(fā)出去，然后接收回波，根據(jù)收發(fā)之間的時(shí)間差測(cè)得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。毫米波雷達(dá)就是這個(gè)無(wú)線

• 雷達(dá)物位計(jì)的工作原理及運(yùn)用范圍

  雷達(dá)波的原理及技術(shù)性能? ? ? ?雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波，雷達(dá)料位計(jì)利用了電磁波的特殊性能來(lái)進(jìn)行料位檢測(cè)。電磁波的物理特性與可見(jiàn)光相似，傳播速度相當(dāng)于光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)的反射效果越好。雷達(dá)波的頻率越高，**角越小，單位面積上

• 雷達(dá)液位計(jì)如何正確選型

  物位儀表在選型時(shí)，與壓力、流量等儀表有很大不同。物位測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)工況千差萬(wàn)別，很難設(shè)計(jì)出能滿足所有工況應(yīng)用的物位儀表。 在非接觸式物位測(cè)量?jī)x表中，超聲波物位計(jì)和雷達(dá)物位計(jì)是兩大主流儀表。這兩類儀表各有特點(diǎn)，只有充分了解儀表特點(diǎn)及應(yīng)用條件，才能做到選型合理，充分利用儀表的測(cè)量性能。超聲波物位計(jì) ?傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測(cè)介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計(jì)應(yīng)用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為較小回波

• 雷達(dá)液位計(jì)的應(yīng)用技術(shù)探討

  雷達(dá)液位計(jì)自打進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，由于其精度較高，可靠性也高，使用方便，因此在罐區(qū)中用量*增加，成為近十年罐區(qū)液位優(yōu)選儀表。也可以用來(lái)測(cè)量一些高溫，有毒，有腐蝕性的液體液位，或者是測(cè)量方式比較復(fù)雜的位置和工礦，如有攪拌器等等雷達(dá)液位計(jì)在油庫(kù)油罐油位測(cè)量、化工廠化工液體儲(chǔ)罐液位測(cè)量上有廣泛的應(yīng)用。 1613622400645003.jpg **-放射-接受是雷達(dá)液位計(jì)的工作原理，它是通過(guò)(電磁波)微波傳