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FMCW雷達(dá)物位計(jì)技術(shù)在物位測量領(lǐng)域的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2023-04-10 07:52:44

雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于儲(chǔ)罐或者容器內(nèi)的液位測量最早可追溯到20世紀(jì)70年代,經(jīng)過一段時(shí)間的技術(shù)積累與推廣宣傳,雷達(dá)物位計(jì)在80年代后得到了快速發(fā)展。它的出現(xiàn)克服了機(jī)械式液位計(jì)存在的諸多缺點(diǎn),例如:難于維護(hù),存在接觸介質(zhì)的測量部件,容易發(fā)生腐蝕,故障率高等。早期雷達(dá)物位計(jì)大都采用脈沖雷達(dá)技術(shù),測量系統(tǒng)通過天線以固定的帶寬周期性的發(fā)射某一固定頻率的微波脈沖,在被測物料表面產(chǎn)生反射后由雷達(dá)天線系統(tǒng)接收,微處理器對此信號(hào)進(jìn)行處理,識(shí)別出回波,通過時(shí)間拓展的方法來進(jìn)行時(shí)間的準(zhǔn)確測量并紀(jì)錄。采用多次測量求平均值,進(jìn)而計(jì)算出液位。限于當(dāng)時(shí)的技術(shù),盡管采用拓展時(shí)間求平均值的方法,其最好精度也只能達(dá)到5~10mm。

隨著技術(shù)的進(jìn)步,調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)技術(shù)開始應(yīng)用在物位測量領(lǐng)域,該技術(shù)使雷達(dá)物位計(jì)實(shí)現(xiàn)物位的連續(xù)測量。雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射一線性增加的高頻雷達(dá)信號(hào),該信號(hào)被目標(biāo)表面反射或散射并被系統(tǒng)接收,如此可測得發(fā)射與接收的時(shí)差。系統(tǒng)可比對出所接收到信號(hào)的頻率與此時(shí)發(fā)出信號(hào)的頻率的差值Δf,該頻率差與傳播距離成正比。頻率差Δf可通過快速傅里葉變換(FFT)轉(zhuǎn)換成頻譜,通過分析頻譜即可得到傳播距離,進(jìn)而得到液位值。

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