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FMCW雷達(dá)物位計(jì)技術(shù)在物位測(cè)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(cè)量最早可追溯到20世紀(jì)70年代，經(jīng)過(guò)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(cè)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(cè)量系統(tǒng)通過(guò)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(cè)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(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出回波，通過(guò)時(shí)間拓展的方法來(lái)進(jìn)行時(shí)間的準(zhǔn)確測(cè)量并紀(jì)錄。采用多次測(cè)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(kāi)始應(yīng)用在物位測(cè)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(cè)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(cè)得發(fā)射與接收的時(shí)差。系統(tǒng)可比對(duì)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(guò)快速傅里葉變換（FFT）轉(zhuǎn)換成頻譜，通過(guò)分析頻譜即可得到傳播距離，進(jìn)而得到液位值。

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