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雷達液位計測量原理

雷達液位計測量原理
各種物體發射的自然輻射頻率遍布整個電磁波譜,通常將波長在0.001~1m,頻率從300MHz~3000GHz范圍內的電磁波稱為微波。微波既具有電磁波的特性,又與普通的無線電波和光波不同,其特點如下:
①定向傳播。利用這一特點,通過方向性較強的天線,可將微波定向傳輸到空間。
②準光學特性。具有與光波近似的特性,即從一種媒介進入到另一種媒介時,將產生折射與反射。介質導電性越好或介電常數越大,回撥型號的反射效果越好。遇到金屬平面時,將發生全反射,其繞射能力差。
③傳輸特性好。傳播速度相當于光速,可以穿透空間云層、霧和小雨,受粉塵、煙霧、強光等干擾源的影響小。對環境遙感和軍事應用十分有利。
④介質對微波的吸收與介電常數成正比,水對微波的吸收作用最強。
雷達液位計采用高頻振蕩器作為微波發生器,發生器產生的微波用波導管引到輻射天線,并向下射出。當微波遇到障礙物,如液面時,部分被吸收,部分被反射回來。通過測量發射波與液位發射波之間的某種參數關系來實現大型儲罐中液位的測量。頻率越高,發射角越小,單位面積上能量(磁通量或場強)越大,波的衰減越小,雷達液位計的測量效果越好。
雷達式液位計主要由發射和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示、故障報警等幾部分組成。發射--反射--接收是雷達液位計工作的基本原理,如圖3-21所示。
雷達液位計工作原理
雷達傳感器的天線以波束的形式發射最小5.8GHz的雷達信號,反射回來的信號仍由天線接收,雷達脈沖信號從發射到接收的運行時間與傳感器到介質表面的距離以及物位成比例,即:
h=H-ut/2
式中
h為料位;H為槽高;u為微波速度;t為雷達波發射到接收的間隔時間。
 

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