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雷达液位计测量原理

雷达液位计测量原理
各种物体发射的自然辐射频率遍布整个电磁波谱,通常将波长在0.001~1m,频率从300MHz~3000GHz范围内的电磁波称为微波。微波既具有电磁波的特性,又与普通的无线电波和光波不同,其特点如下:
①定向传播。利用这一特点,通过方向性较强的天线,可将微波定向传输到空间。
②准光学特性。具有与光波近似的特性,即从一种媒介进入到另一种媒介时,将产生折射与反射。介质导电性越好或介电常数越大,回拨型号的反射效果越好。遇到金属平面时,将发生全反射,其绕射能力差。
③传输特性好。传播速度相当于光速,可以穿透空间云层、雾和小雨,受粉尘、烟雾、强光等干扰源的影响小。对环境遥感和军事应用十分有利。
④介质对微波的吸收与介电常数成正比,水对微波的吸收作用最强。
雷达液位计采用高频振荡器作为微波发生器,发生器产生的微波用波导管引到辐射天线,并向下射出。当微波遇到障碍物,如液面时,部分被吸收,部分被反射回来。通过测量发射波与液位发射波之间的某种参数关系来实现大型储罐中液位的测量。频率越高,发射角越小,单位面积上能量(磁通量或场强)越大,波的衰减越小,雷达液位计的测量效果越好。
雷达式液位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示、故障报警等几部分组成。发射--反射--接收是雷达液位计工作的基本原理,如图3-21所示。
雷达液位计工作原理
雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号,反射回来的信号仍由天线接收,雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例,即:
h=H-ut/2
式中
h为料位;H为槽高;u为微波速度;t为雷达波发射到接收的间隔时间。
 

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