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技術文章
雷達液位計的測量原理及與超聲波的比較
點擊次數：1195 發布時間：2019-10-16
雷達液位計所采用的微波是一種電磁波，在傳播的過程不需要傳輸媒介的傳遞，因此基本上不需要考慮揮發性氣體和蒸汽、溫度、壓力(真空)、甚至粉塵的影響。而且，由于是基于回波反射測距的原理(TOF)，對雷達液位計來說，不存在磨損等問題，因此基本不需要維護;頂部安裝的方式也使安裝更加方便;而且由于微波的特性，相對其它液位測量方式，它的精度一般都能達到0.1%(全量程)的精度。由于雷達液位計具有這些不可比擬的優點，越來越多的儲罐用戶開始采用雷達液位計來替代其他技術。
雷達液位計又稱微波液位計(Radar)，是取英文詞組“RAdio Detection And Ranging”的詞頭字母而來的縮寫詞。微波物位計朝一個目標發射電磁波，電磁波井發射后返回發射源。安裝在發射源處的接收器捕獲到反射波，并把它與發射波作比較，確定目標的存在和它到發射源的距離。
目前市場常見的微波物位計采用的工作原理主要有FMCW(連續調頻)和脈沖兩種。
FMCW雷達液位計采用線性的調制的高頻信號，一般都是采用10GHz或24GHz微波信號。它是一種基于復雜數學公式的間接測量方法，由頻譜計算出物位距離。天線發射出被線性調制的連續高頻微波信號并進行掃描，同時接收返回信號。發射微波信號和返回的微波信號之間的頻率差與到介質表面的距離成一定比例關系。
脈沖雷達液位計，與超聲波技術相似，使用時差原理計算到介質表面的距離。設備傳輸固定頻率的脈沖，然后接收并建立回波圖形。信號的傳播時間直接與到介質的距離成一定比例。但是與超聲波使用聲波不同，雷達使用的是電磁波。它利用好幾萬個脈沖來 “掃描”容器并得到完整的回波圖。
雷達液位計的典型波段為 5.8 GHz、10GHz、24GHz。通常我們稱5.8GHz(或6.3GHz)的頻率為C波段微波;10GHz的頻率為X波段微波; 24GHz(或26GHz)的頻率為K波段微波。
由于雷達液位計的增益系數和波束角的大小和微波的波長以及雷達液位計的喇叭口尺寸大小有關系。因此，越來越多的雷達液位計制造商開始研發采用高頻率微波技術來改善雷達液位計的性能。同時，采用高頻技術后，可以在提高雷達性能的同時，大大縮小天線的尺寸，使安裝更加方便。