雷達物位計分類有很多種,按照功能用途分和天線脈沖分。
1.用于庫存管理或貿(mào)易結算的高精度液位計量 主要用于石油成品油及化學用品液體的精度測量,測量精度主要在1MM以內(nèi),基本上采用調(diào)頻連續(xù)波原理。價格昂貴,應用量也有限,故只有少數(shù)公司生產(chǎn),有適用于不同場合的喇叭、拋物面及陣列天線.
2.用于過程物位監(jiān)測 由于工業(yè)過程種類繁多,儀表必須適應各種介質(zhì),以及不同的溫度、壓力范圍。精度約為0.1%FS或者5mm。這幾年,過程級微波物位計發(fā)展很快,主要是加速普及。在性能提高的同時,價格也相對適中,適用于更多工況。
固態(tài)物料料位,特別是氣體輸送料狀料位(煙灰、成品水泥)一直是物位測量中的難題,但是雷達物位計可以穩(wěn)定、可靠的測量。
雷達物位計通有脈沖法(PULS)和連續(xù)調(diào)頻法(FMCW)兩種。 連續(xù)調(diào)頻(FMCW)技術
1.脈沖法(PULS)
脈沖波測距是由天線向被測物料面發(fā)射一個微波脈沖,當接收到被測物料面上反射回來的回波后,測量兩者時間差(即微波脈沖的行程時間),來計算物料面的距離。
微波發(fā)射和返回之間的時差很小,對于幾米的行程時間要以納秒來計量。脈沖測距采用規(guī)則的周期重復信號,并重復頻率(RPF)高。
2.連續(xù)調(diào)頻(FMCW)
連續(xù)調(diào)頻(FMCW)技術測量物位是將傳播時間轉(zhuǎn)換成頻差的方式,通過測量頻率來代替直接測量時差,來計算目標距離。發(fā)射一個頻率被線性調(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,然后進行快速傅利葉變換(FFT)分析,FFT分析產(chǎn)生一個頻譜,在此頻譜上處理回波并確認回波。
雷達物位計按工作方式可以分為非接觸式和接觸式兩種。
1.非接觸式微波物位計常用喇叭或桿式天線來發(fā)射與接收微波,儀表安裝在料倉頂部,不與被測介質(zhì)接觸,微波在料倉上部空間傳播與返回。安裝簡單、維護量少,并且不受料倉內(nèi)氣體成分、粉塵、溫度變化等的影響,深受用戶歡迎,可替代勞動強度大的人工投尺或帶重錘的卷尺、維修率高的接觸式儀表(重錘探測式y(tǒng)o-yo)、電容等。因此,非接觸式微波物位計是近年來發(fā)展最快的物位測量儀表。
2.接觸式微波物位計一般采用金屬波導體(桿或鋼纜)來傳導微波,儀表從倉頂安裝,導波桿直達倉底,發(fā)射的微波沿波導體外部向下傳播,在到達物料面時被反射,沿波導體返回發(fā)射器被接收。