淺談?wù){(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)

物料高度是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制中一個(gè)非常重要的過(guò)程參數(shù)。測(cè)量物料高度的方法有很多，例如電容式、差壓式、超聲波、電磁波、核輻射等，針對(duì)不同的工況和介質(zhì)可以使用不同測(cè)量原理的物位計(jì)。隨著科技的高速發(fā)展，具有先進(jìn)測(cè)量技術(shù)的雷達(dá)類物位計(jì)發(fā)展迅速，由于其適應(yīng)復(fù)雜工況能力強(qiáng)，使用維護(hù)方便等原因，深受廣大用戶歡迎。76GHz~81GHz調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)由于其天線尺寸小、測(cè)量精度高、發(fā)射角小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)市場(chǎng)占有率快速提高，已經(jīng)逐步成為物位測(cè)量的主力產(chǎn)品。

調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)通常安裝在罐頂，并通過(guò)透鏡天線連續(xù)發(fā)射微波信號(hào)。該發(fā)射信號(hào)的頻率由鋸齒波進(jìn)行線性調(diào)制，連續(xù)發(fā)射的微波信號(hào)遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，由于介電常數(shù)發(fā)生突變，微波信號(hào)的部分能量被連續(xù)的反射回來(lái)，并被透鏡天線系統(tǒng)所接收。接收信號(hào)的頻率與發(fā)射信號(hào)的頻率存在差值，而該差值與雷達(dá)天線到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比，越大的頻率差值代表著越遠(yuǎn)的物料距離。由式（1）即可計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)到測(cè)量參考面的距離。

D= c·ΔF/2R（1）

其中，D為測(cè)量參考面到被測(cè)介質(zhì)的距離，c為光（電磁波）在真空中的傳播速度，ΔF為接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的頻率差，R為發(fā)射信號(hào)頻率隨時(shí)間的變化率。

然后根據(jù)用戶設(shè)定的空料位位置，由式（2）即可計(jì)算出物料高度。

L =E-D（2）

其中，E為測(cè)量參考面到用戶設(shè)定的空料位位置，D為測(cè)量參考面到被測(cè)介質(zhì)的距離，L為物料高度。

調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于生產(chǎn)組織和維修升級(jí)。結(jié)構(gòu)部分由殼體部件和傳感器部件組成。電路部分由濾波模塊、測(cè)量模塊、顯示模塊組成，電路安裝在殼體部件內(nèi)。軟件部分主要負(fù)責(zé)核心測(cè)量功能、總線通訊、人機(jī)交互，主要控制測(cè)量模塊和顯示模塊。

審核編輯 黃宇