雷达液位传感器的测量原理介绍

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雷达液位传感器发射一个频率被线性调制的微波连续信号,频率线性上升(下降),所接收到的回波信号频率也是线性上升(下降)的,两者的频率差将比例于离目标的间隔。 微波(雷达)物位计使用的微波频率有三个频段:C波段(5.8~6.3GHz)、X波段(9~10.5GHz)、K波段(24~26GHz)。脉冲波测距是由天线向被测物料面发射一个微波脉冲,当接收到被测物料面上反射归来的回波后,丈量两者时间差(即微波脉冲的行程时间),来计算物料面的间隔。微波物位计工作方式类似雷达即向被测目标发射微波,由目标反射的回波返回发射器被接收,与发射波进行比较,确定目标存在并计算出发射器到目标的间隔。雷达液位传感器频率被调制的信号通过天线向容器中被测物料面发射,被接收的回波频率信号和一部门发射频率信号混合,产生的差频信号被滤波及放大,然后进行快速傅利叶变换(FFT)分析,FFT分析产生一个频谱,在此频谱上处理回波并确认回波。脉冲测距采用规则的周期重复信号,并重复频率(RPF)高。

非接触式微波物位计常用喇叭或杆式天线来发射与接收微波,仪表安装在料仓顶部,不与被测介质接触,微波在料仓上部空间传播与返回。

目前微波(雷达)物位计技术方案有脉冲法(PULS)和连续调频法(FMCW)两种。而X波段雷达因为没有显著的应用特点,而在各大物位厂商的雷大物位技术发展中趋于被淘汰。

。并且,微波的频率越高,其喇叭尺寸也可以做的越小,更易于开孔安装。雷达物位计按工作方式可以分为非接触式和接触式两种。波束角和天线类型有关,也和使用的微波频率(波长)有关。微波发射和返回之间的时差很小,对于几米的行程时间要以纳秒来计量。目前还没有频率高于K波段(24—26GHz)的微波(雷达)物位计。制造商根据自己的技术及国家批准的频率来设计产品。雷达液位传感器

连续调频(FMCW)技术丈量物位是将传播时间转换成频差的方式,通过丈量频率来代替直接丈量时差,来计算目标间隔。 雷达液位传感器

接触式微波物位计一般采用金属波导体(杆或钢缆)来传导微波,仪表从仓顶安装,导波杆直达仓底,发射的微波沿波导体外部向下传播,在到达物料面时被反射,沿波导体返回发射器被接收。物位丈量中的微波一般是定向发射的,通常用波束角来定量表示微波发射和接收的方向性。

微波物位计俗称雷达物位计,雷达是英文Radio Detection and Raging(无线电检测与测距)首字母的缩写词。对于常用的圆锥形喇叭天线来说,微波的频率越高,波束的聚焦机能越好,即波束角小,在实际使用中这是十分重要的,低频微波物位计有较宽的波束,假如安装不得当,将会收到内部结构产生的较多的虚假回波,例如:采用4”喇叭天线的26GHz雷达的典型波束角为8°,而5.8GHz 的典型波束角为17°。安装简朴、维护量少,并且不受料仓内气体成分、粉尘、温度变化等的影响。

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