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E+H雷達(dá)物位計(jì)的測(cè)量原理及采用技術(shù)
點(diǎn)擊次數(shù)：1774 發(fā)布時(shí)間：2013-12-4
E+H雷達(dá)物位計(jì)采用微波脈沖的測(cè)量方法，并可在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)正常，波束能量低，可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi)，對(duì)液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量。適用于粉塵、溫度、壓力變化大，有惰性氣體及蒸汽存在的場(chǎng)合。E+H微波物位計(jì)工作方式類(lèi)似雷達(dá)：向被測(cè)目標(biāo)發(fā)射微波，由目標(biāo)反射的回波返回發(fā)射器被接收，與發(fā)射波進(jìn)行比較，確定目標(biāo)存在并計(jì)算出發(fā)射器到目標(biāo)的距離。
目前世界上的E+H雷達(dá)（微波）物位計(jì)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(shù)
連續(xù)調(diào)頻（FMCW）技術(shù)測(cè)量物位是將傳播時(shí)間轉(zhuǎn)換成頻差的方式，通過(guò)測(cè)量頻率來(lái)代替直接測(cè)量時(shí)差，來(lái)計(jì)算目標(biāo)距離。發(fā)射一個(gè)頻率被線性調(diào)制的微波連續(xù)信號(hào)，頻率線性上升（下降），所接收到的回波信號(hào)頻率也是線性上升（下降）的，兩者的頻率差將比例于離目標(biāo)的距離。
頻率被調(diào)制的信號(hào)通過(guò)天線向容器中被測(cè)物料面發(fā)射，被接收的回波頻率信號(hào)和一部分發(fā)射頻率信號(hào)混合，產(chǎn)生的差頻信號(hào)被濾波及放大，然后進(jìn)行快速傅利葉變換（FFT）分析，F(xiàn)FT分析產(chǎn)生一個(gè)頻譜，在此頻譜上處理回波并確認(rèn)回波。
脈沖波技術(shù)
脈沖波測(cè)距是由天線向被測(cè)物料面發(fā)射一個(gè)微波脈沖，當(dāng)接收到被測(cè)物料面上反射回來(lái)的回波后，測(cè)量?jī)烧邥r(shí)間差（即微波脈沖的行程時(shí)間），來(lái)計(jì)算物料面的距離。
微波發(fā)射和返回之間的時(shí)差很小，對(duì)于幾米的行程時(shí)間要以納秒來(lái)計(jì)量。脈沖測(cè)距采用規(guī)則的周期重復(fù)信號(hào)，并重復(fù)頻率（RPF）高。
調(diào)頻連續(xù)波E+H雷達(dá)物位計(jì)在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)用了按照線性變化的高頻信號(hào)，雷達(dá)物位計(jì)的信號(hào)從天線發(fā)出，在被測(cè)量平面反射，回波被天線接收。雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)的發(fā)出與回波接收的頻率差被用于進(jìn)一步的信號(hào)處理，頻率差對(duì)應(yīng)于測(cè)量距離。一個(gè)大的頻率差應(yīng)對(duì)于一個(gè)較大的測(cè)量距離。通過(guò)FFT頻率差被轉(zhuǎn)化為頻譜差，進(jìn)而換算出測(cè)量距離。物位與測(cè)量距離的差別取決于空罐的高度。
發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過(guò)天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過(guò)電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和的測(cè)量。
即使工況比較復(fù)雜的情況下，存在虛假回波，用的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。輸入天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：
D=C×T/2
其中C為光速
因空罐的距離E已知，則物位L為：
L=E-D
輸出
通過(guò)輸入空罐高度E（=零點(diǎn)），滿罐高度F（=滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來(lái)設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將
自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。
對(duì)應(yīng)于4－20mA輸出。