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淺述雷達波料位開關在工業料位測量中的應用

日期:2021-01-14 03:56
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摘要:
   雷達波是一種特殊形式的電磁波,雷達波 料位開關 利用了電磁波的特殊性能來進行料位檢測的。料位是工業生產中的一個重要參數。料位量測的方法很多。吹氣法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等幾種常用的料位量測儀表,都有各自的特點和應用範圍。雷達料位開關運用先進雷達丈量技術,以其優良的性能,尤其是槽罐中有攪拌、溫度高、蒸汽大、介質腐蝕性強、易結疤等惡劣的丈量條件下,顯示出其**的性能,工業生產中發揮著越來越重要的作用。
   雷達料位開關從量測原理角度分為:脈衝型雷達料位開關、調頻連續波雷達料位開關。
1、脈衝型雷達料位開關
  雷達料位開關天線發射極窄的微波脈衝(例如:6G頻率雷達,即:發送一個△t時間(一般為1ns)的脈衝,疊加6GHZ的正弦波信號源),這個脈衝以光速在空間傳播,碰到被測介質表麵,其部分能量被反射回來,被同**線接收。發射脈衝與接收脈衝的時間間隔與天線到被測介質表麵的距離成正比。

由於其發射脈衝與接收脈衝的時間間隔非常小,一般都采用時間拓展技術,並采用多次量測求平均的方法獲得*終結果;這種量測技術決定了其精度為5~10mm。
脈衝雷達由於采用微波脈衝信號源,是間斷性發射脈衝方式,所以,脈衝雷達可以做到功率比較低,一般為0.5W內。可以很方便的實現本安設計。在設計中大都采用大電容充電方式,等電容充電到一定容量後,進行一次微波脈衝信號源發射量測。這種設計方式決定了其在料位變化率比較快的情況下,會出現鎖波現象。
1.1智能雷達
   智能雷達屬於脈衝雷達一種,根據其發射裝置大體分為如下幾種類型:喇叭口、波導管、四氟棒材。
   喇叭口類型,一般用於液體、固體顆粒的量測,其量測距離在0~30米內;罐頂部容許開口比較大的場所。其喇叭口根據其尺寸大體有如下幾種:Φ140、Φ200、Φ240等。喇叭口的大小對應其量測的距離:Φ140為15m內,Φ200大體距離20m,Φ240大體距離30m。其具體量測距離與介質的介電常數、現場工況環境有關係。例如:量測介質為金屬礦石等,Φ200就可以達到量測距離30m。在如下幾種工況:水泥原料倉、糧庫、汙水、鐵礦石、鹽堿廠、鋁業等可以采用喇叭口類型智能雷達。
   波導管類型,用於液位的量測,其量測距離小於6米。量測距離主要取決於波導管太長不易安裝、托運等。一般要求罐內液麵無大量泡沫,罐內無攪拌(即:液麵相對平靜)的工況。
   四氟棒材類型,其主要應用於環保行業的量測,其量測距離小於8~10m。由於其發射和接收信號源全靠四氟棒材,所以,其信號源一般很弱,量測距離*好控製在8m內。其一般應用於:食品行業等。
   綜上所述,對於一般工況:量測精度5mm以上;量測液體介質無大量泡沫、液麵無**紋;罐內無大量水蒸氣;料位變化速率相對較小等工況時,可以選擇價格比較低廉的智能雷達。
1.2纜式雷達
   纜式雷達屬於脈衝雷達一種,其發射脈衝頻率200M~1GHZ,用於固體粉末的量測,其量測距離在0~35米。
一般僅僅用特殊工況,如:水泥廠粉料倉等。罐內煙霧比較大的場所。其安裝比較複雜,需要將纜的低端固定於罐底部;同時,需要對罐內進行清倉處理,影響正常生產。所以,除特殊場所(罐內煙霧比較大),不會采用纜式雷達進行物位量測。由於纜式雷達仍屬於脈衝雷達一種,所以其精度為5mm以上。
2、調頻連續波型雷達料位開關
   相對於脈衝回波時間差方式的量測原理,調頻連續波型液位sdfk450er雷達采用FMCW(頻率調製連續波)體製,可以達到計量級的量測精度。
   安裝在罐頂液位計通過天線向液麵發射經頻率調製的電磁波信號源,被測表麵返回的信號源被發射天線接收,並與天線發射的瞬時頻率信號源比較。由於信號源的頻率按照一定規律不斷變化,因此比較信號源頻率與天線到液麵的直線距離成比例。

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