雷達液位計又稱微波液位計(Radar),是取英文詞組“RAdio Detection And Ranging”的詞頭字母而來的縮寫詞。微波物位計朝一個目標發(fā)射電磁波,電磁波井發(fā)射后返回發(fā)射源。安裝在發(fā)射源處的接收器捕獲到反射波,并把它與發(fā)射波作比較,確定目標的存在和它到發(fā)射源的距離。
雷達液位計其實是利用發(fā)射—》反射—》接收的回路工作模式。詳細說來就是雷達液位計的天線發(fā)射出電磁波,這些電磁波到達介質(zhì)表面后一部分被吸收,一部分直接在表面反射回去;這時雷達天線再次發(fā)揮作用,接收返回的電磁波傳遞給內(nèi)部程序芯片進行比對運算,{**}終得到時間與到液面的距離成正比,關(guān)系式如下:
D=CT/2
式中D——雷達液位計到液面的距離;C——光速;T——電磁波運行時間。
雷達液位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間,而電磁波的傳輸速度為常數(shù),有了這些數(shù)據(jù),運算程序就能計算出液面的實際液位。
在實際運用中,雷達液位計有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計,功耗大,須采用四線制,電子電路復雜。而采用雷達脈沖波技術(shù)的液位計,功耗低,可用二線制的24VDC供電,容易實現(xiàn)本質(zhì)安全,{**}確度高,適用范圍更廣。
目前市場常見的微波物位計采用的工作原理主要有FMCW(連續(xù)調(diào)頻)和脈沖兩種。
雷達液位計采用線性的調(diào)制的高頻信號,一般都是采用10GHz或24GHz微波信號。它是一種基于復雜數(shù)學公式的間接測量方法,由頻譜計算出物位距離。天線發(fā)射出被線性調(diào)制的連續(xù)高頻微波信號并進行掃描,同時接收返回信號。發(fā)射微波信號和返回的微波信號之間的頻率差與到介質(zhì)表面的距離成一定比例關(guān)系。
特點:
雷達液位計采用一體化設(shè)計,無可動部件,不存在機械磨損,使用壽命長。測量時發(fā)出的電磁波能夠穿過真空,不需要傳輸媒介,具有不受大氣、蒸氣、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點,能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測量。幾乎能用于所有液體的液位測量。電磁波在液位表面反射時,信號會衰減,當信號衰減過小時,會導致雷達液位計無法測到足夠的電磁波信號。導電介質(zhì)能很好地反射電磁波,對雷達液位計,甚{**}微導電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。
脈沖雷達液位計,與超聲波技術(shù)相似,使用時差原理計算到介質(zhì)表面的距離。 設(shè)備傳輸固定頻率的脈沖,然后接收并建立回波圖形。信號的傳播時間直接與到介質(zhì)的距離成一定比例。但是與超聲波使用聲波不同,雷達使用的是電磁波。它利用好幾萬個脈沖來 “掃描”容器并得到完整的回波圖。
雷達液位計的典型波段為 5.8 GHz、10GHz 、24 GHz。通常我們稱5.8GHz(或6.3GHz)的頻率為C波段微波;10GHz的頻率為X波段微波;24GHz(或26GHz)的頻率為K波段微波。
雷達液位計的增益系數(shù)和波束角的大小和微波的波長以及雷達液位計的喇叭口尺寸大小有關(guān)系。因此,越來越多的雷達液位計采用高頻率微波技術(shù)來改善雷達液位計的性能。同時,采用高頻技術(shù)后,可以在提高雷達性能的同時,大大縮小天線的尺寸,使安裝更加方便。