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雷達波的原理及技術性能

       雷達波是一種特殊形式的電磁波,，雷達料位計利用了電磁波的特殊性能來進行料位檢測。電磁波的物理特性與可見光相似,，傳播速度相當于光速,。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽,、粉塵等干擾源,，遇到障礙物易于被反射，被測介質導電性越好或介電常數(shù)越大,，回波信號的反射效果越好,。雷達波的頻率越高，發(fā)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,，雷達料位計的測量效果越好。

雷達物位計的工作原理

       雷達物位計是一種微波物位計,，它是微波（雷達）定位技術的一種運用,。它通過一個可以發(fā)射能量波（一般為脈沖信號）的裝置發(fā)射能量波，能量波在波導管中傳輸,，能量波遇到障礙物反射,，反射的能量波由波導管傳輸至接收裝置，再由接收裝置接收反射信號,。根據(jù)測量能量波運動過程的時間差來確定物位變化情況,。由電子裝置對微波信號進行處理，轉化成相關物位信號,。

雷達物位計能量輻射水平低,，設備使用脈沖能量波（頻率一般比智能雷達物位計低）。一般脈沖能量波的最大脈沖能量為1mW左右（平均功率為1μW左右）,，不會對其他設備以及人員造成輻射傷害,。

雷達物位計采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線發(fā)射出電磁波,，這些波經(jīng)被測對象表面反射后,，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比,，關系式如下：

D=C×T/2

式中D為雷達液位計到液面的距離,；C為光速；T為電磁波運行時間,。

雷達物位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間,，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達天線的距離,，從而知道液面的液位,。

應用領域

       現(xiàn)今物位測量領域困擾用戶的是一些大型固體料倉的物位測量，特別是用于50/100米以內的充滿粉塵和擾動的加料狀態(tài)下的料倉,。相關技術的儀表例如電容或導波雷達TDR在放料時物位下降時會受到很強的張力負載,，可能會損壞儀表或把倉頂拉塌掉。重錘經(jīng)常有埋錘的問題,，需要經(jīng)常維修,，大多數(shù)其他機械式儀表也是這樣。而高粉塵工況又可能會超出非接觸式超聲波物位測量系統(tǒng)的能力,。高頻的調頻雷達技術尤其適合這種大型固體料倉的物位測量,。西安賽譜自動化儀表技術有限公司

       現(xiàn)今的高頻雷達一般為工作在K波段(24～26GHz)的雷達物位計，雷達的工作頻率越高其電磁波波長越短，越容易在傾斜的固體表面有更好的反射,，并具有較窄的波束寬度,，可有效避開障礙物，高的頻率還可使雷達使用更小的天線,。而FMCW調頻連續(xù)波微波物位計發(fā)射和接受信號是同時的,，相同時間內發(fā)射的微波信號更多，固體測量中可減少高粉塵固體料倉測量中的失波現(xiàn)象,。因此固體測量中高頻的調頻雷達能提供準確,、可靠的測量,，并在例如化工行業(yè)中的PP粉末,、PE粉末等介質中也有良好應用。但由于技術限制,，現(xiàn)今還沒有工作在K波段以上的高頻雷達物位計,。

      也有使用5.8GHz ~ 10GHz的低頻雷達測量固體，但由于其較低的頻率,、較長的波長其發(fā)射波不容易被漫反射,，在高粉塵工況下會導致很多的二次或多次回波，干擾和噪聲很大,，因此固體粉料測量中逐漸被淘汰,。